CN103149090A - 一种膜材三向拉伸测试装置 - Google Patents

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张同华
王昕�
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本发明公开了一种膜材三向拉伸测试装置，所述拉伸测试装置包括机架（1），在机架（1）上设置有载样平台（2），在载样平台（2）上方设置有与载样平台（2）平行的中空的实验平台（3），在实验平台3外围上设置有滑轨18，在所述滑轨18上设置有三个拉伸装置，在所述载样平台（2）上设置有对称的楔形滑块（4），在楔形滑块（4）上设置有实验平台（5）。本发明具有结构设计巧妙、使用方便的优点，采用它不但能够对正交各向材料作出准确性能表征，而且还能够对特殊结构的非正交各向异性材料作出准确性能表征，同时，在拉伸膜材时还能够进行预加张力，使材料平展的装样，较好的体现了对材料的性能测试结果的重现性。

Description

一种膜材三向拉伸测试装置
技术领域
本发明涉及一种膜材拉伸测试装置，特别是一种膜材三向拉伸测试装置。
背景技术
目前，在国内外所公开的用于膜材的拉伸测试设备中，主要采用单轴向、双轴向或者四轴向正交的设备。这些设备只能表征试样在轴向拉伸作用的下的性能特点，或者表征正交材料的力学性能，而对于特殊结构的非正交各向异性的材料无法作出准确的性能表征，并且，现有设备也不能表征材料在拉伸和剪切综合作用下的，应力应变行为特征。同时，在现有设备中均未设置预加张力装置，使得一些柔性材料不能平展地装样，导致测试结果的重复性很差。
在CN102252909A中公开了一种名称为“拉伸测试装置”的发明专利申请，它包括车架组件、四件拉伸机构和试件固定组件，车架组件分别与四组拉伸机构和试件固定组件固定连接。虽然该拉伸测试装置能够用于膜材的拉伸，但是，该拉伸装置只能用于正交四向拉伸，无法进行非正交的拉伸。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能够对特殊结构的非正交各向异性材料作出准确性能表征的膜材三向拉伸测试装置。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种膜材三向拉伸测试装置，所述拉伸测试装置包括机架，在机架上设置有载样平台，在载样平台上方设置有与载样平台平行的中空的实验平台，在实验平台外围上设置有滑轨，在所述滑轨上设置有三个拉伸装置，在所述载样平台上设置有对称的楔形滑块，在楔形滑块上设置有载样台。
其中，所述拉伸装置包括设置在滑轨上的滑块，在滑块上设置有步进电机，在步进电机上设置有与步进电机连接的拉伸管和螺纹杆，所述拉伸管的一端弯曲且通过螺纹管与螺纹杆连接，在所述拉伸管的另一端的端头设置有带力电传感器的夹具。
其中，所述夹具包括U形夹，所述U形夹的后端与力电传感器的一端连接，在所述U型夹的开口处一端内壁上设置有凸台，在与凸台所对应的另一端上设置有穿过该端的试样夹具把手，在所述U形夹内设置有预加张力夹具，所述预加张力夹具的后端通过穿过U形夹后端的预加张力索与设置在U形夹下方的砝码连接。
由于采用了上述技术方案，本发明具有结构设计巧妙、使用方便的优点，采用它不但能够对正交各向材料作出准确性能表征，而且还能够对特殊结构的非正交各向异性材料作出准确性能表征，同时，在拉伸膜材时还能够进行预加张力，使材料平展的装样，较好的体现了对材料的性能测试结果的重现性。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明的夹具结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明）的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或替代，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1：如图1、2、3所述，一种膜材三向拉伸测试装置，所述拉伸测试装置包括机架1，在机架1上设置有载样平台2，在载样平台2上方设置有与载样平台2平行的中空的实验平台3，在实验平台3外围上设置有滑轨18，在所述滑轨18上设置有三个拉伸装置，在所述载样平台2上设置有对称的楔形滑块4，在楔形滑块4上设置有载样台5。
进一步描述，所述拉伸装置包括设置在滑轨上的滑块6，在滑块6上设置有步进电机7，在步进电机7上设置有与步进电机7连接的拉伸管8和螺纹杆9，所述拉伸管8的一端弯曲且通过螺纹管10与螺纹杆9连接，在所述拉伸管8的另一端的端头设置有带力电传感器11的夹具。
进一步，所述夹具包括U形夹12，所述U形夹12的后端与力电传感器11的一端连接，在所述U型夹12的开口处一端内壁上设置有凸台13，在与凸台13所对应的另一端上设置有穿过该端的试样夹具把手14，在所述U形夹12内设置有预加张力夹具15，所述预加张力夹具15的后端通过穿过U形夹12后端的预加张力索16与设置在U形夹12下方的砝码17连接。
本发明的力电传感器与计算机相联，通过计算机控制步进电机的转速和转向。
试样准备，一般将需要测试的膜材制备成一定直径的圆形试样或者方形试样。测试时，把制好的试样放置在载样台5上，手动推动载样平台2上的一对楔形滑块4，使载样台5托起试样上升到实验平台3之上，与U型夹12开口处平齐，然后分别加上预加张力夹具15，然后再加上特制的预加张力砝码17，试样被牵伸平直，继而按照尽可能对称顺序的拧紧试样夹具把手14，夹紧试样，通过计算机控制步进电机7带动螺纹杆9转动，从而带动拉伸管8，这样就可以进行等速拉伸。
通过拆除一个拉伸装置或者通过改动滑块6在滑轨18上的位置，可以实现任意两向或三向方向的拉伸测试。
本发明中步进电机驱动、步进电机带动螺纹杆转动、负荷传感器技术是成熟的现有技术，在此不再详细叙述。

Claims (3)

1.一种膜材三向拉伸测试装置，其特征是：所述拉伸测试装置包括机架（1），在机架（1）上设置有载样平台（2），在载样平台（2）上方设置有与载样平台（2）平行的中空的实验平台（3），在实验平台3外围上设置有滑轨18，在所述滑轨18上设置有三个拉伸装置，在所述载样平台（2）上设置有对称的楔形滑块（4），在楔形滑块（4）上设置有载样台（5）。
2.如权利要求1所述的膜材三向拉伸测试装置，其特征是：所述拉伸装置包括设置在滑轨上的滑块（6），在滑块（6）上设置有步进电机（7），在步进电机（7）上设置有与步进电机（7）连接的拉伸管（8）和螺纹杆（9），所述拉伸管（8）的一端弯曲且通过螺纹管（10）与螺纹杆（9）连接，在所述拉伸管（8）的另一端的端头设置有带力电传感器（11）的夹具。
3.如权利要求2所述的膜材三向拉伸测试装置，其特征是：所述夹具包括U形夹（12），所述U形夹（12）的后端与力电传感器（11）的一端连接，在所述U型夹（12）的开口处一端内壁上设置有凸台（13），在与凸台（13）所对应的另一端上设置有穿过该端的试样夹具把手（14），在所述U形夹（12）内设置有预加张力夹具（15），所述预加张力夹具（15）的后端通过穿过U形夹（12）后端的预加张力索（16）与设置在U形夹（12）下方的砝码（17）连接。
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