CN109540670B - 一种变支点测束纤维拉压应力的机构及用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变支点测束纤维拉压应力的机构及用途，包括定、动夹持机构，定夹持机构设于用于实现拉伸力传递的受力架上，动夹持机构设于移动架上，测力机构连接受力架，还包括用于驱动移动架移动并测量移动架位移的拉伸机构和测量控制系统。通过拉压机构驱动移动架，使束纤维被拉伸或压缩，并测得位移量；通过由拉伸支点或压缩支点和简支梁组成的杠杆将力值缩小或放大后传递到力传感器上。本发明实现了在所测力值2个数量级及以上的调节，可以解决以往高负荷和低负荷测试必须分开，必须采用两种量程传感器的做法，尤其是在测量同一柔性材料或各向异性材料时无法原位测量的问题，提高了测试精度，可用于束纤维、膜、织物等片状材料的测试。

Description

一种变支点测束纤维拉压应力的机构及用途

技术领域

本发明涉及一种变支点测束纤维拉压应力的机构及用途，属于束纤维力学测量仪器技术领域。

背景技术

由于当今世界经济的飞速发展和科学技术的飞跃进步，各个行业对材料的各种力学性能要求越来越高，相应的提高了对实验仪器性能的要求。特别是对纺织行业，每年纤维总需求量为5000万吨。如何对这些纤维的力学性能进行简单、快速而准确的测量成为重要课题。之前对纤维力学性能的测量仪器大都是针对单根纤维，但对单根纤维测量不仅费时费力、比较繁琐，而且测试结果不能准确全面的反映整个纤维集合体的性能。尤其是对天然纤维，其单纤维强力的离散系数一般比较大，为了得到有意义的平均强力必须测量数百根以上。束纤维强力测试是纤维力学性质测量的一种重要方法，其制样方便，测试快速，可以满足工业化生产中的快速测量的要求，而且它比单纤维强力测试更加方便、快速，可以准确的表征纤维的力学性质。对束纤维进行力学测量，可以从束强曲线上提取相应的特征值，从而可以对纤维的整体性能进行表征，也可以用束强测试来反推单纤维的性质。所以束纤维强力在表征纤维力学性质时比单纤维强力更具优势。

1942年，Pressley发表了关于平行纤维束法强力测试仪的一篇文章标志着束纤维强力测试机构的研究和应用的开始。之后Brown研制了Clemson束强仪和Hertel研制了Stelometer来测量束纤维的断裂强力和断裂伸长，两种仪器都是等负荷拉伸型，被广泛应用在棉纤维和羊毛纤维的强力测试中，但是其缺点是手工操作。

美国农业部和棉花生产者在二十世纪六十年代研制了棉纤维大容量测试系统(HVI)，但是此系统只能应用到棉纤维上。与此同时澳大利亚联邦科学院(CSIRO)研制了一种应用到羊毛纤维的强力机构Sirolan-TENSOR，Sirolan-TENSOR比传统的测试方法更快，实现了对羊毛纤维或者一些其他纤维的束纤维强力测试，但只能用于毛纤维。最近几年，德国的Textechno公司研制了一种更先进的棉束纤维长度分布及强力测试仪FIBROTEST，其测量更快速、方便。国内也由长岭纺机研制了棉纤维大容量测试系统，但在普通束纤维强力仪方面很少有研究。而且这些测试仪器价格比较昂贵，对使用环境、操作维护人员的要求相当高，不适合一般企业的大量使用。

在纤维材料的研究中，纤维横向压缩性能的测量，特别是交叠纤维的压缩性能，对于纤维制品实际使用安全以及结构设计均有重要实际意义，该问题在复合材料和人体血管、导管材料中显得尤为突出。

目前，对束纤维的轴向拉伸性能研究较多，而对束纤维的轴向压缩主要集中在对纤维集合体的压缩，大多采用Instron强力实验仪，其方法是将松散的一定量的纤维放入一固定横截面积的圆筒中，在纤维上方的可沿筒壁垂直移动的圆盖上加有压力，随压力增加，测试纤维的变形量和平均密度。这中测试方法较好地反应了纤维集合体的综合性能，包括纤维的压缩和弹性，但不能反应束纤维轴向或横向单一方向的压缩性能，而且测试结果与所用纤维量、压头大小和负荷大小有关，测试结果不准确，重现性不高。

发明内容

本发明要解决的是束纤维力学测试时高负荷和低负荷测试必须分开，必须采用两种量程传感器，尤其是在测量同一柔性材料或各向异性材料时无法原位的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种变支点测束纤维拉压应力的机构，其特征在于：包括用于夹持或松开束纤维的定夹持机构和动夹持机构，定夹持机构设于用于实现力传递的受力架上，动夹持机构设于移动架上，测力机构连接受力架，还包括用于驱动移动架移动并测量移动架位移的拉压机构和用于数据采集与控制机构运行的测量控制系统；

所述受力架包括简支梁，拉伸支点设于简支梁靠近移动架的一侧上部，压缩支点设于简支梁另一侧下部；平衡杆固接在简支梁靠近移动架的一侧中部，平衡重锤设于平衡杆上且可在平衡杆上作水平移动调节简支梁随遇平稳；简支梁底部设有用于与测力机构相连的固定孔；其中，拉伸支点一直固定于基座上；压缩支点只有在进行束纤维压缩测试时才通过支点固定螺母固定在支点基座上；

束纤维的受力使简支梁上端受力传递到底端的固定孔处受力，通过测力机构进行测量；束纤维拉伸测试时，由拉伸支点和简支梁组成杠杆将力值缩小后传递到测力机构；束纤维压缩测试时，由压缩支点和简支梁组成杠杆将力值放大后传递到测力机构。

优选地，所述定夹持机构包括固定嵌装在简支梁一侧上部的由左上夹头和左下夹头组成的左夹头，所述拉伸支点位于左下夹头下方；左夹架、左气缸架均固定嵌装在简支梁另一侧上部，左滑杆穿过左夹架与左气缸架从而保持左夹头平稳，左气缸固装在左气缸架上；左下夹头固定，左气缸连接左上夹头，左上夹头在左气缸的控制下上下移动来实现松开和夹紧束纤维的目的。

优选地，所述移动架包括右支架，右支架底部设有可螺旋穿入拉压机构的移动螺孔。

优选地，所述动夹持机构包括固定嵌装在右支架一侧上部的由右上夹头和右下夹头组成的右夹头，右夹架、右气缸架均固定嵌装在右支架上另一侧上部，右滑杆穿过右夹架与右气缸架从而保持右夹头平稳，右气缸固装在右气缸架上；右下夹头固定，右气缸连接右上夹头，右上夹头在右气缸的控制下上下移动来实现松开和夹紧束纤维的目的。

优选地，所述测力机构包括力传感器，连接螺钉一端通过固定螺母与力传感器连接，连接螺钉另一端插入简支梁底部的固定孔并通过支梁固定螺母固定；力传感器的输出端与测量控制系统相连。

优选地，所述拉压机构包括用于推动移动架拉伸或复位的移动螺杆，和用于驱动移动螺杆反转拉伸或复位的步进电机，移动螺杆螺旋穿入右支架底部的移动螺孔内，移动螺杆连接步进电机，步进电机控制端与测量控制系统相连。

优选地，所述测量控制系统包括与左气缸和右气缸相连的控制气缸运动的气缸控制单元、与力传感器相连的用于力采集与分析的力信号采集单元、与步进电机相连并用于控制其运动的平移控制单元，计算机与气缸控制单元、力信号采集单元、平移控制单元连接。

优选地，将束纤维的左、右两端分别夹持在左、右夹头上，调节平衡重锤的位置，使得简支梁随遇稳态；右夹头通过步进电机驱动正转对纤维束进行拉伸，或者通过步进电机驱动反转对纤维束进行压缩，通过力传感器检测纤维束的断裂力，计算机根据力传感器和步进电机的数据进行处理给出各力学指标。

优选地，当进行拉伸实验时，则有

Pa＝F(b+c)(1)

即

其中，P为左夹头所受束纤维作用力；F为力传感器受力；a为束纤维跟拉伸支点的垂直距离；b为拉伸支点和压缩支点的垂直距离；c为压缩支点和连接螺钉轴线的垂直距离；

取拉伸力臂比

α小于1；

当进行压缩实验时，则有

P(a+b)＝Fc(3)

即

取压缩力臂比

β大于1。

本发明还提供了上述的变支点测束纤维拉压应力的机构的用途，其特征在于：用于片状材料的轴向拉伸或轴向压缩性质的测量，或轴向拉伸与轴向压缩对同一试样的测量；所述片状材料包括但不限于束纤维、膜、织物。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

(a)不仅可以进行拉伸性能的测试，还可以进行压缩性能的测试，测试材料可以是纤维，膜材料，以及其他片状材料，测试范围更广；

(b)通过一个传感器即可完成拉伸和压缩性能的高精度测量，实现了测力值2个数量级以上的调节；

(c)测力机构受力时的位移量，比试样材料受力变形小得多，因此，右夹头的位移可直接代表试样的变形，机构简化；

(d)该测试机构对实验材料进行客观、快速、原位测量，不仅能准确反映纤维平均力学性能指标，而且通过计算机数据处理可以获得单根纤维的力学性能指标。

附图说明

图1是变支点测束纤维拉压应力的机构示意图；

图2是测量控制系统示意图；

图3是拉伸和压缩时机构受力分析图；(a)拉伸实验受力分析图；(b)压缩实验受力分析图；

图4是实施例1、3中的强力-伸长曲线；

图5是实施例2中的强力-位移曲线；

附图标记说明：

1-夹持机构，其包括11-左上夹头；12-左下夹头；13-左滑杆；14-左气缸；15-左夹架；16-左气缸架；

2-受力架，其包括21-简支梁；22-拉伸支点；23-压缩支点；24-支点固定螺母；25-支点基座；26-平衡杆；27-平衡重锤；28-固定孔；

3-测力机构，其包括31-力传感器；32-连接螺钉；33-支梁固定螺母；34-固定螺母；

4-动夹持机构，其包括41-左上夹头；42-左下夹头；43-左滑杆；44-左气缸；45-左夹架；46-左气缸架；

5-移动架，其包括51-右支架；52-移动螺孔；

6-拉压机构，其包括61-移动螺杆；62-步进电机。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

本发明涉及一种变支点测束纤维拉压应力的机构，如图1所示，是由定夹持机构1、受力架2、测力机构3、动夹持机构4、移动架5、拉压机构6和测量控制系统构成。受力架2和移动架5相对设置，定夹持机构1安装在受力架2上，动夹持机构4安装在移动架5上，定夹持机构1与动夹持机构4也相对设置，测力机构3连接受力架2，拉压机构6连接移动架5，测量控制系统连接测力机构3、动夹持机构4和拉压机构6。

所述的受力架2是由简支梁21、拉伸支点22、压缩支点23、支点固定螺母24、支点基座25、固接在简支梁21上的平衡杆26、可在平衡杆26上作水平移动调节所述的简支梁21随遇平稳的平衡重锤27和简支梁21底部的用于与测力机构3相连的固定孔28所组成。拉伸支点22位于简支梁21一侧上部，压缩支点23位于简支梁21另一侧下部。平衡杆26固接在简支梁21一侧中部，且位于拉伸支点22下方，平衡重锤27设于平衡杆26上且可在平衡杆26上作水平移动。简支梁21底部设有用于与测力机构3相连的固定孔28，固定孔28位于压缩支点23下方。其中，压缩支点23只有在进行束纤维压缩测试时才通过支点固定螺母24固定在支点基座25上，可以方便的安装与拆卸。

所述的移动架5是由右支架51和底部可螺旋穿入拉压机构6的移动螺孔52组成。

所述的定夹持机构1包括固定嵌装在简支梁21上一侧上部的左夹头，包括：左上夹头11和左下夹头12，拉伸支点22位于左下夹头12下方；左夹架15、左气缸架16固定嵌装在简支梁21上另一侧上部，左滑杆13穿过左夹架15与左气缸架16从而保持左夹头夹头平稳，左气缸14固装在左气缸架16上。左下夹头12固定，左气缸14连接左上夹头11，左上夹头11可以在左气缸14的控制下上下移动来实现松开和夹紧束纤维的目的。

所述的动夹持机构4包括固定嵌装在右支架51上一侧上部的右夹头，包括：右上夹头41和右下夹头42，右夹架45、右气缸架46固定嵌装在右支架51上另一侧上部，右滑杆43穿过右夹架45与右气缸架46从而保持右夹头夹头平稳，右气缸44固装在右气缸架46上。右下夹头42固定，右气缸44连接右上夹头41，右上夹头41可以在右气缸44的控制下上下移动来实现松开和夹紧束纤维的目的。

所述的测力机构3是由力传感器31、与力传感器31固接的连接螺钉32、用于固定简支梁21位置的支梁固定螺母33和用于受力固定连接螺钉32于力传感器31上的固定螺母34，连接螺钉32一端通过固定螺母34与力传感器31连接，连接螺钉32另一端插入简支梁21底部的固定孔28并通过支梁固定螺母33固定。力传感器31的输出端与测量控制系统相连。束纤维的受力使简支梁21上端受力传递到底端的固定孔28处受力，通过力传感器31进行测量。

所述的拉压机构6是由用于推动移动架5向左拉伸或复位的移动螺杆61，和用于驱动移动螺杆61反转拉伸或复位的步进电机62所组成，移动螺杆61螺旋穿入右支架51底部的移动螺孔52内，移动螺杆61连接步进电机62，步进电机62控制端与测量控制系统相连。

结合图2，所述的测量控制系统包括与左气缸14和右气缸44相连的控制气缸运动的气缸控制单元、与力传感器31相连的用于力采集与分析的力信号采集单元、与步进电机62相连并用于控制其运动的平移控制单元，计算机与气缸控制单元、力信号采集单元、平移控制单元连接。

简支梁21尺寸为：长×宽×高＝4cm×2cm×40cm，拉伸支点22距左下夹头12距离为3cm，压缩支点23距连接螺钉32轴心的距离为3cm，拉伸支点22与压缩支点23的距离为27cm。

平衡杆26尺寸为：长×宽×高＝10cm×2cm×2cm，平衡杆26上面刻有刻度。平衡重锤27安装在拉伸支点22下方5cm处，平衡重锤27为铅质，重量为10kg。

力传感器31的量程为400N，测试精度为0.01N，则最大量程为4KN，测试精度达到为mN级。测力机构3中螺母螺钉的型号为M16，螺距为1mm。

右支架51尺寸为：长×宽×高＝2cm×2cm×40cm，左、右气缸最大压强为10MPa。步进电机62的默认转速为10r/min。

本发明变支点测束纤维拉压应力的机构，可用于对束纤维轴向拉伸或压缩性质的测量，或两者对同一试样的测量；而且该装置还可用于膜、织物和片状材料的测量。

本发明变支点测束纤维拉压应力的机构的测试步骤如下：

[1]打开计算机，并输入将要测试样品的信息，根据实验材料的实验标准来设定左右夹头的间距和拉伸速度，并复位；若进行拉伸实验，则拆下支点固定螺母24；若进行压缩实验，则要将压缩支点23用支点固定螺母24安装到支点基座25上；

[2]用夹子夹取一束纤维，用梳子梳理平行，并将纤维束放置在左下夹块12上；

[3]左夹头闭合，将纤维束送到右下夹块14上，拉直纤维束，并关闭右夹头，调节平衡重锤27的位置，使得简支梁21随遇稳态；

[4]右夹头通过步进电机62驱动正转对纤维束进行拉伸，或者通过步进电机62驱动反转对纤维束进行压缩，通过力传感器31检测纤维的断裂力，可以屏显纤维逐步的断裂状态及断裂点分布状态；

[5]计算机将采集的数据曲线进行处理给出各力学指标，并分不同选定格式打印和屏显数据曲线与数据，同时按要求进行单纤维力学指标及分布的计算与显示，得到拉伸或压缩曲线、拉伸或压缩特征值等数据。

本发明是通过改变杠杆式机构的力臂比来实现高精度测量的，通过拉压机构驱动移动架，使束纤维被拉伸或压缩，并测得位移量；通过由拉伸支点或压缩支点和简支梁组成的杠杆将力值缩小或放大后传递到力传感器上。

当进行拉伸实验时，受力分析如图3(a)所示，则有

Pa＝F(b+c) (1)

即

式中，P为左夹头所受束纤维作用力；F为力传感器31受力；a为束纤维跟拉伸支点22的垂直距离；b为拉伸支点22和压缩支点23的垂直距离；c为压缩支点23和连接螺钉32轴线的垂直距离。

取拉伸力臂比

由于束纤维拉伸力一般在0-400N(羊毛束纤维30N左右)，对束纤维的拉伸是高受力值的拉伸。若α＝0.1，取P/10的量程，则原万分之五的精度就可以提高到十万分之五；

当进行压缩实验时，受力分析如图3(b)所示，则有

P(a+b)＝Fc (3)

即

取压缩力臂比

当进行压缩时，由于一般束纤维压缩小于拉伸的百分之一，若β＝10，故原量程的十分之一内可测，精度也达千分之五。由此可以一个高精度传感器，解决拉压的宽范围、精准测量。

实验时，在定夹持机构1夹紧束纤维之后，通过调节平衡重锤27在平衡杆26上的位置，来对该机构进行复位，保证简支梁21两侧随遇稳态，受力分析如图3所示，具体力矩平衡关系式如公式5和公式6所示。

W₀d＝We (5)

式中，当拉伸实验时，W₀为拉伸支点22左侧机构的重力产生的作用力；W为平衡重锤27和平衡杆26的重力产生的作用力；d为拉伸支点22左侧机构质心到拉伸支点22的水平距离；e为平衡重锤27和平衡杆26的质心到拉伸支点的水平距离；

当进行压缩实验时，W₀为简支梁21左侧机构的重力产生的作用力；W为简支梁21右侧机构的重力产生的作用力；d为简支梁21左侧机构质心到压缩支点23的水平距离；e为简支梁21、平衡重锤27和平衡杆26的质心到压缩支点23的水平距离。

下面通过几个具体的应用实例进行说明。

实施例1

以国产新疆66S羊毛试样为例，按实验方法进行拉伸测试，将压缩支点23拆下，设定左右夹头的隔距为10mm，拉伸速度为10mm/min，步进电机转速为10r/min，得到其强力-伸长曲线如图4所示。

实施例2

以苎麻细度为0.9tex，长度为36.2mm试样为例，按实验方法进行压缩测试，设定左右夹头的隔距为10mm，压缩速度为0.5mm/min，步进电机转速为0.5r/min，得到其压缩-拉伸曲线如图5所示。

实施例3

以粘胶纤维0.67dtex，长度为29mm试样为例，测试其拉伸性能。设定夹头隔距10mm，拉伸速度为10mm/min，步进电机转速为10r/min，则拉伸-伸长曲线如图4所示。

应当理解的是，在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种变支点测束纤维拉压应力的机构，其特征在于：包括用于夹持或松开束纤维的定夹持机构(1)和动夹持机构(4)，定夹持机构(1)设于用于实现力传递的受力架(2)上，动夹持机构(4)设于移动架(5)上，测力机构(3)连接受力架(2)，还包括用于驱动移动架(5)移动并测量移动架(5)位移的拉压机构(6)和用于数据采集与控制机构运行的测量控制系统；

所述受力架(2)包括简支梁(21)，拉伸支点(22)设于简支梁(21)靠近移动架(5)的一侧上部，压缩支点(23)设于简支梁(21)另一侧下部；平衡杆(26)固接在简支梁(21)靠近移动架(5)的一侧中部，平衡重锤(27)设于平衡杆(26)上且可在平衡杆(26)上作水平移动调节简支梁(21)随遇平稳；简支梁(21)底部设有用于与测力机构(3)相连的固定孔(28)；其中，拉伸支点(22)一直固定于支点基座上，压缩支点(23)只有在进行束纤维压缩测试时才通过支点固定螺母(24)固定在支点基座(25)上；

束纤维的受力使简支梁(21)上端受力传递到底端的固定孔(28)处，通过测力机构(3)进行测量；束纤维拉伸测试时，由拉伸支点(22)和简支梁(21)组成杠杆将力值缩小后传递到测力机构(3)；束纤维压缩测试时，由压缩支点(23)和简支梁(21)组成杠杆将力值放大后传递到测力机构。

2.如权利要求1所述的一种变支点测束纤维拉压应力的机构，其特征在于：所述定夹持机构(1)包括固定嵌装在简支梁(21)一侧上部的由左上夹头(11)和左下夹头(12)组成的左夹头，所述拉伸支点(22)位于左下夹头(12)下方；左夹架(15)、左气缸架(16)均固定嵌装在简支梁(21)另一侧上部，左滑杆(13)穿过左夹架(15)与左气缸架(16)从而保持左夹头平稳，左气缸(14)固装在左气缸架(16)上；左下夹头(12)固定，左气缸(14)连接左上夹头(11)，左上夹头(11)在左气缸(14)的控制下上下移动来实现松开和夹紧束纤维的目的。

3.如权利要求2所述的一种变支点测束纤维拉压应力的机构，其特征在于：所述移动架(5)包括右支架(51)，右支架(51)底部设有可螺旋穿入拉压机构(6)的移动螺孔(52)。

4.如权利要求3所述的一种变支点测束纤维拉压应力的机构，其特征在于：所述动夹持机构(4)包括固定嵌装在右支架(51)一侧上部的由右上夹头(41)和右下夹头(42)组成的右夹头，右夹架(45)、右气缸架(46)均固定嵌装在右支架(51)上另一侧上部，右滑杆(43)穿过右夹架(45)与右气缸架(46)从而保持右夹头平稳，右气缸(44)固装在右气缸架(46)上；右下夹头(42)固定，右气缸(44)连接右上夹头(41)，右上夹头(41)在右气缸(44)的控制下上下移动来实现松开和夹紧束纤维的目的。

5.如权利要求4所述的一种变支点测束纤维拉压应力的机构，其特征在于：所述测力机构(3)包括力传感器(31)，连接螺钉(32)一端通过固定螺母(34)与力传感器(31)连接，连接螺钉(32)另一端插入简支梁(21)底部的固定孔(28)并通过简支梁固定螺母(33)固定；力传感器(31)的输出端与测量控制系统相连。

6.如权利要求5所述的一种变支点测束纤维拉压应力的机构，其特征在于：所述拉压机构(6)包括用于推动移动架(5)拉伸或复位的移动螺杆(61)，和用于驱动移动螺杆(61)反转拉伸或复位的步进电机(62)，移动螺杆(61)螺旋穿入右支架(51)底部的移动螺孔(52)内，移动螺杆(61)连接步进电机(62)，步进电机(62)控制端与测量控制系统相连。

7.如权利要求6所述的一种变支点测束纤维拉压应力的机构，其特征在于：所述测量控制系统包括与左气缸(14)和右气缸(44)相连的控制气缸运动的气缸控制单元、与力传感器(31)相连的用于力采集与分析的力信号采集单元、与步进电机(62)相连并用于控制其运动的平移控制单元，计算机与气缸控制单元、力信号采集单元、平移控制单元连接。

8.如权利要求7所述的一种变支点测束纤维拉压应力的机构，其特征在于：将束纤维的左、右两端分别夹持在左、右夹头上，调节平衡重锤(27)的位置，使得简支梁(21)随遇稳态；右夹头通过步进电机(62)驱动正转对纤维束进行拉伸，或者通过步进电机(62)驱动反转对纤维束进行压缩，通过力传感器(31)检测纤维束的断裂力，计算机根据力传感器(31)和步进电机(62)的数据进行处理给出各力学指标。

9.如权利要求8所述的一种变支点测束纤维拉压应力的机构，其特征在于：当进行拉伸实验时，则有

Pa＝F(b+c) (1)

即

其中，P为左夹头所受束纤维作用力；F为力传感器(31)受力；a为束纤维跟拉伸支点(22)的垂直距离；b为拉伸支点(22)和压缩支点(23)的垂直距离；c为压缩支点(23)和连接螺钉(32)轴线的垂直距离；

取拉伸力臂比

α小于1；

当进行压缩实验时，则有

P(a+b)＝Fc (3)

即

取压缩力臂比

β大于1。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的变支点测束纤维拉压应力的机构的用途，其特征在于：用于片状材料的轴向拉伸或轴向压缩性质的测量；所述片状材料包括束纤维、膜、织物。

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