CN109883829A - 一种用于复合材料力学性能测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于复合材料力学性能测试系统，所述系统包括：拉伸装置、压缩装置和检测装置；所述拉伸装置与所述压缩装置一体化设置，所述拉伸装置用于对所述复合材料进行拉伸操作，所述压缩装置用于对所述复合材料进行压缩操作，所述检测装置用于对拉伸的所述复合材料或压缩的所述复合材料进行力学性能测试，获得力学性能参数。本发明公开的用于复合材料力学性能测试系统，以实现拉伸装置与压缩装置一体化设置，减小体积，适用多种场合现场测试。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，特别是涉及一种复合材料力学性能测试系统。
背景技术
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观或微观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类，金属基本常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基本主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳。在对材料进行力学性能试验时，通常是在实验室中进行的，在实验室中，材料的抗拉力和压缩性能通常是采用单独的试验机进行测试的，这给测试带来了很大不便，而且现有力学性能试验机体积大，不便移动，对于其他场合现场测试带来了不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于复合材料力学性能测试系统，以实现拉伸装置与压缩装置一体化设置，减小体积，适用多种场合现场测试。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于复合材料力学性能测试系统，所述测试系统包括：
拉伸装置、压缩装置和检测装置；所述拉伸装置与所述压缩装置一体化设置，所述拉伸装置用于对所述复合材料进行拉伸操作，所述压缩装置用于对所述复合材料进行压缩操作，所述检测装置用于对拉伸的所述复合材料或压缩的所述复合材料进行力学性能测试，获得力学性能参数。
可选的，所述拉伸装置包括：
固定柱、第一拉伸夹具、第二拉伸夹具、底座、第一滑动柱和第一伺服电机；所述固定柱固定在所述底座上，在所述固定柱一侧的所述底座上设置有第一滑槽，所述第一滑动柱设置在所述第一滑槽内，所述第一拉伸夹具固定在所述固定柱上，所述第二拉伸夹具相对于所述第一拉伸夹具对应设置，且固定在所述第一滑动柱上，所述第一伺服电机与所述第一滑动柱相连，所述第一拉伸夹具与所述第二拉伸夹具用于固定所述复合材料。
可选的，所述压缩装置包括：
第一压缩夹具、第二压缩夹具、第二滑动柱和第二伺服电机；在所述固定柱另一侧的所述底座上设置有第二滑槽，所述第二滑动柱设置在所述第二滑槽内，所述第一压缩夹具固定在所述固定柱上，所述第二压缩夹具相对于所述第一压缩夹具对应设置，且固定在所述第二滑动柱上，所述第二伺服电机与所述第二滑动柱相连，所述第一压缩夹具与所述第二压缩夹具用于固定所述复合材料。
可选的，所述检测装置包括：
超声波发射器、超声波接收器和控制器；所述超声波发射器用于发出超声波信号；所述超声波接收器与所述超声波发射器对应设置，用于接收通过所述复合材料后的所述超声波信号；所述控制器与所述超声波接收器相连，用于对所述超声波接收器接收的所述超声波信号进行处理，获得力学性能参数。
可选的，所述第一拉伸夹具、所述第二拉伸夹具之间产生的拉力方向与所述超声波发射器、所述超声波接收器之间产生的声波传播方向垂直；所述第一压缩夹具、所述第二压缩夹具之间产生的压力方向与所述超声波发射器、所述超声波接收器之间产生的声波传播方向垂直。
可选的，所述测试系统还包括：
上位机，与所述控制器相连，用于显示力学性能参数；还用于输入设定压缩力和设定拉伸力，以使所述控制器根据所述设定拉伸力控制所述第一伺服电机，进而带动所述第一滑动柱在所述第一滑槽内移动，所述控制器根据所述设定压缩力控制所述第二伺服电机，进而带动所述第二滑动柱在所述第二滑槽内移动。
可选的，所述测试系统还包括：
第一锁死装置，用于锁死所述第一滑动柱；
第二锁死装置，用于锁死所述第二滑动柱。
可选的，所述测试系统还包括：
拉力传感器，设置在所述第一拉伸夹具与所述固定柱之间，与所述控制器相连，用于测量所述复合材料承受的拉伸力；
压力传感器，设置在所述第一压缩夹具与所述固定柱之间，与所述控制器相连，用于测量所述复合材料承受的压缩力；
所述控制器分别与所述拉力传感器、所述第一锁死装置相连，所述控制器判断所述拉力传感器检测的拉伸力是否大于或等于设定拉伸力；如果所述拉力传感器检测的拉伸力大于或等于设定拉伸力，则所述控制器控制所述第一锁死装置锁死所述第一滑动柱；
所述控制器分别与所述压力传感器、所述第二锁死装置相连，所述控制器判断所述压力传感器检测的压缩力是否大于或等于设定压缩力；如果所述压力传感器检测的压缩力大于或等于设定压缩力，则所述控制器控制所述第二锁死装置锁死所述第二滑动柱。
可选的，所述力学性能参数为拉伸强度、拉伸模量、拉伸泊松比、压缩强度、压缩模量、压缩泊松比中至少一种。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开用于复合材料力学性能测试系统包括：拉伸装置、压缩装置和检测装置；所述拉伸装置与所述压缩装置一体化设置，所述拉伸装置用于对所述复合材料进行拉伸操作，所述压缩装置用于对所述复合材料进行压缩操作，所述检测装置用于对拉伸的所述复合材料或压缩的所述复合材料进行力学性能测试，获得力学性能参数。本发明公开的用于复合材料力学性能测试系统，以实现拉伸装置与压缩装置一体化设置，减小体积，适用多种场合现场测试。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例用于复合材料力学性能测试系统结构图；
其中，1、固定柱，2、第一拉伸夹具，3、第二拉伸夹具，4、底座，5、第一滑动柱，6、第一伺服电机，7、第一压缩夹具，8、第二压缩夹具，9、第二滑动柱，10、第二伺服电机，11、第一锁死装置，12、第二锁死装置，13、拉力传感器，14、压力传感器，15、第一滑槽，16、第二滑槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种用于复合材料力学性能测试系统，以实现拉伸装置与压缩装置一体化设置，减小体积，适用多种场合现场测试。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例用于复合材料力学性能测试系统结构图，如图1所示，本发明提供一种用于复合材料力学性能测试系统，所述测试系统包括：
拉伸装置、压缩装置和检测装置；所述拉伸装置与所述压缩装置一体化设置，所述拉伸装置用于对所述复合材料进行拉伸操作，所述压缩装置用于对所述复合材料进行压缩操作，所述检测装置用于对拉伸的所述复合材料或压缩的所述复合材料进行力学性能测试，获得力学性能参数；所述力学性能参数为拉伸强度、拉伸模量、拉伸泊松比、压缩强度、压缩模量、压缩泊松比中至少一种。
本发明所述拉伸装置包括：固定柱1、第一拉伸夹具2、第二拉伸夹具3、底座4、第一滑动柱5和第一伺服电机6。
所述固定柱1固定在所述底座4上，在所述固定柱1一侧的所述底座4上设置有第一滑槽15，所述第一滑动柱5设置在所述第一滑槽15内，所述第一拉伸夹具2固定在所述固定柱1上，所述第二拉伸夹具3相对于所述第一拉伸夹具2对应设置，且固定在所述第一滑动柱5上，所述第一伺服电机6与所述第一滑动柱5相连，所述第一拉伸夹具2与所述第二拉伸夹具3用于固定所述复合材料。
本发明所述压缩装置包括：第一压缩夹具7、第二压缩夹具8、第二滑动柱9和第二伺服电机10。
在所述固定柱1另一侧的所述底座4上设置有第二滑槽16，所述第二滑动柱9设置在所述第二滑槽16内，所述第一压缩夹具7固定在所述固定柱1上，所述第二压缩夹具8相对于所述第一压缩夹具7对应设置，且固定在所述第二滑动柱9上，所述第二伺服电机10与所述第二滑动柱9相连，所述第一压缩夹具7与所述第二压缩夹具8用于固定所述复合材料。
作为一种实施方式，本发明所述检测装置包括：超声波发射器、超声波接收器和控制器。
所述超声波发射器用于发出超声波信号；所述超声波接收器与所述超声波发射器对应设置，用于接收通过所述复合材料后的所述超声波信号；所述控制器与所述超声波接收器相连，用于对所述超声波接收器接收的所述超声波信号进行处理，获得力学性能参数。
作为一种实施方式，本发明所述测试系统还包括：
上位机，与所述控制器相连，用于显示力学性能参数；还用于输入设定压缩力和设定拉伸力，以使所述控制器根据所述设定拉伸力控制所述第一伺服电机6，进而带动所述第一滑动柱5在所述第一滑槽15内移动，所述控制器根据所述设定压缩力控制所述第二伺服电机10，进而带动所述第二滑动柱9在所述第二滑槽16内移动。
作为一种实施方式，本发明所述测试系统还包括：
第一锁死装置11，用于锁死所述第一滑动柱5；
第二锁死装置12，用于锁死所述第二滑动柱9。
作为一种实施方式，本发明所述测试系统还包括：
拉力传感器13，设置在所述第一拉伸夹具2与所述固定柱1之间，与所述控制器相连，用于测量所述复合材料承受的拉伸力；
压力传感器14，设置在所述第一压缩夹具7与所述固定柱1之间，与所述控制器相连，用于测量所述复合材料承受的压缩力；
所述控制器分别与所述拉力传感器13、所述第一锁死装置11相连，所述控制器判断所述拉力传感器13检测的拉伸力是否大于或等于设定拉伸力；如果所述拉力传感器13检测的拉伸力大于或等于设定拉伸力，则所述控制器控制所述第一锁死装置11锁死所述第一滑动柱5；
所述控制器分别与所述压力传感器14、所述第二锁死装置12相连，所述控制器判断所述压力传感器14检测的压缩力是否大于或等于设定压缩力；如果所述压力传感器14检测的压缩力大于或等于设定压缩力，则所述控制器控制所述第二锁死装置12锁死所述第二滑动柱9。
作为一种实施方式，本发明所述测试系统还包括：
移动终端，与所述控制器相连，用于显示力学性能参数；还用于输入设定压缩力和设定拉伸力，以使所述控制器根据所述设定拉伸力控制所述第一伺服电机6，进而带动所述第一滑动柱5在所述第一滑槽15内移动，所述控制器根据所述设定压缩力控制所述第二伺服电机10，进而带动所述第二滑动柱9在所述第二滑槽16内移动。
本发明公开的用于复合材料力学性能测试系统将拉伸装置与压缩装置一体化设置，既可以通过拉伸装置进行拉伸试验，还可以通过压缩装置进行压缩试验，实现对力学性能参数进行测量；另外此种设置还减小了复合材料力学性能测试系统体积，适用多种场合现场测试。
本发明还设置了拉力传感器13和压力传感器14，当所述拉力传感器13检测的拉伸力大于或等于设定拉伸力，则所述控制器控制所述第一锁死装置11锁死所述第一滑动柱5；当所述压力传感器14检测的压缩力大于或等于设定压缩力，则所述控制器控制所述第二锁死装置12锁死所述第二滑动柱9，以实现闭环准确施加设定拉伸力或设定压缩力，相比于手动施加设定拉伸力或设定压缩力，提高确定力学性能参数的准确性。
本发明通过设置上位机和移动终端，以实现工作人员无需在监控室就能实时关注在拉伸过程中或在压缩过程中力学性能参数的变化，以便后续能够更好的掌握力学性能参数与力的关系。
本发明所述第一拉伸夹具2、所述第二拉伸夹具3之间产生的拉力方向与所述超声波发射器、所述超声波接收器之间产生的声波传播方向垂直；所述第一压缩夹具7、所述第二压缩夹具8之间产生的压力方向与所述超声波发射器、所述超声波接收器之间产生的声波传播方向垂直；所述复合材料内部的裂隙变化可以准确的被超声波信号捕捉到，所以进一步提高确定力学性能参数的准确性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种用于复合材料力学性能测试系统，其特征在于，所述测试系统包括：
拉伸装置、压缩装置和检测装置；所述拉伸装置与所述压缩装置一体化设置，所述拉伸装置用于对所述复合材料进行拉伸操作，所述压缩装置用于对所述复合材料进行压缩操作，所述检测装置用于对拉伸的所述复合材料或压缩的所述复合材料进行力学性能测试，获得力学性能参数。
2.根据权利要求1所述的用于复合材料力学性能测试系统，其特征在于，所述拉伸装置包括：
固定柱、第一拉伸夹具、第二拉伸夹具、底座、第一滑动柱和第一伺服电机；所述固定柱固定在所述底座上，在所述固定柱一侧的所述底座上设置有第一滑槽，所述第一滑动柱设置在所述第一滑槽内，所述第一拉伸夹具固定在所述固定柱上，所述第二拉伸夹具相对于所述第一拉伸夹具对应设置，且固定在所述第一滑动柱上，所述第一伺服电机与所述第一滑动柱相连，所述第一拉伸夹具与所述第二拉伸夹具用于固定所述复合材料。
3.根据权利要求2所述的用于复合材料力学性能测试系统，其特征在于，所述压缩装置包括：
第一压缩夹具、第二压缩夹具、第二滑动柱和第二伺服电机；在所述固定柱另一侧的所述底座上设置有第二滑槽，所述第二滑动柱设置在所述第二滑槽内，所述第一压缩夹具固定在所述固定柱上，所述第二压缩夹具相对于所述第一压缩夹具对应设置，且固定在所述第二滑动柱上，所述第二伺服电机与所述第二滑动柱相连，所述第一压缩夹具与所述第二压缩夹具用于固定所述复合材料。
4.根据权利要求3所述的用于复合材料力学性能测试系统，其特征在于，所述检测装置包括：
超声波发射器、超声波接收器和控制器；所述超声波发射器用于发出超声波信号；所述超声波接收器与所述超声波发射器对应设置，用于接收通过所述复合材料后的所述超声波信号；所述控制器与所述超声波接收器相连，用于对所述超声波接收器接收的所述超声波信号进行处理，获得力学性能参数。
5.根据权利要求4所述的用于复合材料力学性能测试系统，其特征在于，所述第一拉伸夹具、所述第二拉伸夹具之间产生的拉力方向与所述超声波发射器、所述超声波接收器之间产生的声波传播方向垂直；所述第一压缩夹具、所述第二压缩夹具之间产生的压力方向与所述超声波发射器、所述超声波接收器之间产生的声波传播方向垂直。
6.根据权利要求4所述的用于复合材料力学性能测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括：
上位机，与所述控制器相连，用于显示力学性能参数；还用于输入设定压缩力和设定拉伸力，以使所述控制器根据所述设定拉伸力控制所述第一伺服电机，进而带动所述第一滑动柱在所述第一滑槽内移动，所述控制器根据所述设定压缩力控制所述第二伺服电机，进而带动所述第二滑动柱在所述第二滑槽内移动。
7.根据权利要求6所述的用于复合材料力学性能测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括：
第一锁死装置，用于锁死所述第一滑动柱；
第二锁死装置，用于锁死所述第二滑动柱。
8.根据权利要求7所述的用于复合材料力学性能测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括：
拉力传感器，设置在所述第一拉伸夹具与所述固定柱之间，与所述控制器相连，用于测量所述复合材料承受的拉伸力；
压力传感器，设置在所述第一压缩夹具与所述固定柱之间，与所述控制器相连，用于测量所述复合材料承受的压缩力；
所述控制器分别与所述拉力传感器、所述第一锁死装置相连，所述控制器判断所述拉力传感器检测的拉伸力是否大于或等于设定拉伸力；如果所述拉力传感器检测的拉伸力大于或等于设定拉伸力，则所述控制器控制所述第一锁死装置锁死所述第一滑动柱；
所述控制器分别与所述压力传感器、所述第二锁死装置相连，所述控制器判断所述压力传感器检测的压缩力是否大于或等于设定压缩力；如果所述压力传感器检测的压缩力大于或等于设定压缩力，则所述控制器控制所述第二锁死装置锁死所述第二滑动柱。
9.根据权利要求1所述的用于复合材料力学性能测试系统，其特征在于，所述力学性能参数为拉伸强度、拉伸模量、拉伸泊松比、压缩强度、压缩模量、压缩泊松比中至少一种。
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Granted publication date: 20201009 Termination date: 20210301 |
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