專利名稱：薄板類木質(zhì)材料力學(xué)性能快速測(cè)量裝置及測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄板類木質(zhì)材料力學(xué)性能快速測(cè)量裝置及測(cè)量方法，屬于材料力學(xué)性能 試驗(yàn)檢測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
薄板類木質(zhì)材料是指厚度為l 5mm的纖維板、刨花板、木塑材料板(Wood-fiberplastic)、 人造薄木、紙托包裝材料(Pulp molded products)等。目前應(yīng)用量龐大，主要用途包括建筑 材料，如三維輕結(jié)構(gòu)工程木質(zhì)材料板(3D Engineered Composites)的基本組件、結(jié)構(gòu)用集成 材表板等；裝飾裝修材料，如非承重的隔墻板、墻板、屋面頂板、車廂等內(nèi)壁用板、地板、 地板鋪裝用墊板等；包裝材料，如集裝箱板、各種包裝箱板；家具材料，如各種臺(tái)面、擱板； 電器外殼，如音響殼體、電視機(jī)殼體等。這類材料目前發(fā)展很快，但一直沒(méi)有像木材、厚人 造板及薄紙那樣有較為成熟的力學(xué)性能快速檢測(cè)技術(shù)、方法和儀器。
對(duì)大尺寸木材和規(guī)格材，兩種非常流行的快速力學(xué)性能檢測(cè)方法是簡(jiǎn)支梁支承振動(dòng)法和 應(yīng)力波法。兩種方法都用于檢測(cè)木材的彈性模量。在振動(dòng)法中，主要測(cè)量木材的振動(dòng)頻率、 尺寸和重量。而應(yīng)力波法主要測(cè)量敲擊波的傳播時(shí)間并計(jì)算彈性模量。
對(duì)薄板類木質(zhì)材料來(lái)講，簡(jiǎn)支梁支承振動(dòng)法是不能使用的，因?yàn)楸粶y(cè)對(duì)象重量太輕以致 在振動(dòng)過(guò)程中不能與支承間保持良好接觸，從而獲取不到必要的振動(dòng)信號(hào)。同時(shí)，振動(dòng)頻率 也非常難于測(cè)得，因?yàn)闉楸３峙c支承接觸，必須使被測(cè)對(duì)象的振幅非常小。而應(yīng)力波法由于 傳感器不易固定，也難于用于這類材料力學(xué)性能的快速測(cè)量。
本發(fā)明是基于懸臂梁彎曲變形理論和振動(dòng)理論，即根據(jù)木質(zhì)材料薄板懸臂梁試件靜態(tài)彎 曲變形、振動(dòng)特性與其彈性模量之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行工作。首先對(duì)試件自由端施加一個(gè)精確 的初始位移，同時(shí)利用測(cè)力傳感器傳感力的大?。辉俑鶕?jù)懸臂梁靜態(tài)彎曲變形理論，利用程 序?qū)崟r(shí)計(jì)算出試件的靜態(tài)彎曲彈性模量(簡(jiǎn)稱靜態(tài)MOE)。然后釋放試件自由端，使試件
產(chǎn)生自由振動(dòng)，通過(guò)激光傳感器傳感試件的自由振動(dòng)位移信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)釆集和處
理后，得出試件的動(dòng)態(tài)彎曲彈性模量(簡(jiǎn)稱動(dòng)態(tài)MOE)和阻尼比等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種薄板類木質(zhì)材料力學(xué)性能快速測(cè)量裝置及測(cè)量方法，通過(guò)薄板 類木質(zhì)材料懸臂梁試件的靜態(tài)彎曲變形和自由振動(dòng)，以及數(shù)據(jù)信號(hào)的分析和計(jì)算，測(cè)定薄板 類木質(zhì)材料的靜態(tài)彎曲彈性模量(靜態(tài)MOE)、動(dòng)態(tài)彎曲彈性模量(動(dòng)態(tài)MOE)和振動(dòng)阻 尼比等。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明一種薄板類木質(zhì)材料力學(xué)性能快速測(cè)量裝置，主要由兩部分組成機(jī)械結(jié)構(gòu)部分 和數(shù)據(jù)處理部分，如圖1所示。機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的主要功能是試件的夾持、調(diào)整、初始位移施 加、初始力傳感、激振和振動(dòng)信號(hào)的傳感。在機(jī)械結(jié)構(gòu)部分，試件被垂直裝夾，上端夾持， 下端自由。試件裝夾部分位置上下可調(diào)，適于測(cè)量不同長(zhǎng)度的試件。激光傳感器位置可調(diào)， 適應(yīng)于不同試件的不同自身原始變形。拉鉤位置水平可調(diào)，適于對(duì)試件自由端施加不同的初 始位移，能精確設(shè)定這個(gè)初始位移量；在初始位移施加后，測(cè)力傳感器可以傳感初始力的大 小。另外，在初始位移施加后，拉鉤能迅速釋放試件，實(shí)現(xiàn)試件的自由振動(dòng)。測(cè)力傳感器應(yīng) 為小量程、精密力傳感器，激光傳感器應(yīng)為高精度位移傳感器。
數(shù)據(jù)處理部分的主要功能是對(duì)初始力信號(hào)和振動(dòng)信號(hào)的調(diào)理、采集、處理、計(jì)算出被測(cè) 試件的靜態(tài)彎曲彈性模量、動(dòng)態(tài)彎曲彈性模量和振動(dòng)阻尼比等。數(shù)據(jù)處理部分主要由信號(hào)調(diào) 理盒和計(jì)算機(jī)組成。信號(hào)調(diào)理盒中有力信號(hào)放大器、激光傳感器振動(dòng)信號(hào)放大器、數(shù)據(jù)采集 卡等。計(jì)算機(jī)中有用于數(shù)據(jù)采集、處理的專用軟件。數(shù)據(jù)采集、處理軟件可采用任何計(jì)算機(jī) 程序語(yǔ)言編制。
1.1測(cè)量裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)部分
如圖2所示，測(cè)量裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)又分為四個(gè)部分基礎(chǔ)框架部分A、試件裝夾部分B、 初始加力部分C、振動(dòng)傳感部分D?；A(chǔ)框架部分是整個(gè)測(cè)量裝置的支持主體。試件裝夾部 分可以使試件的一端固定，構(gòu)成試件懸臂梁彎曲和振動(dòng)，防止試件發(fā)生傾斜和移動(dòng)。初始加 力部分可以有效地給試件自由端提供水平方向的初始位移和初始力，并能通過(guò)計(jì)算機(jī)釆初始 力信號(hào)，計(jì)算靜態(tài)MOE。振動(dòng)傳感部分可以準(zhǔn)確地獲取試件懸臂梁振動(dòng)過(guò)程中的位移振動(dòng) 信號(hào)并傳送到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)分析、處理，得出動(dòng)態(tài)MOE。
如圖3所示，基礎(chǔ)框架部分A主要由底座1和支架14組成；底座1和支架14固定連 接；在底座1上固定有直線導(dǎo)軌20,在支架14上固定有直線導(dǎo)軌16;直線導(dǎo)軌20與底座 1間，以及直線導(dǎo)軌16與支架14間通過(guò)螺釘固定連接。如圖3和圖4所示，試件裝夾部分B由螺釘7、壓蓋8、壓板34、支座15、插銷11 (兩個(gè))、彎板12、滑座35等組成。壓蓋8固定在支座15上，支座15固定在滑座35上， 滑座35與導(dǎo)軌16構(gòu)成直線導(dǎo)軌組?；?5與彎板12固定相連，插銷11插入支架14上的 定位孔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)試件裝夾部分的上下位置的定位和固定。支架14上有四對(duì)不同高度的 定位孔(a、定位孔l， b、定位孔2， c、定位孔3， d、定位孔4),每對(duì)定位孔對(duì)稱分布在 直線導(dǎo)軌16兩側(cè)(圖3上只顯示了四對(duì)定位孔一側(cè)位置)。每對(duì)定位孔實(shí)現(xiàn)"試件裝夾部分" 一個(gè)垂直位置，即對(duì)應(yīng)一個(gè)系列長(zhǎng)度的試件；四對(duì)不同高度的定位孔實(shí)現(xiàn)"試件裝夾部分" 四個(gè)垂直位置，即對(duì)應(yīng)于四個(gè)不同長(zhǎng)度的試件系列。根據(jù)需要，在不同高度上可增加定位孔， 甚至做成連續(xù)可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，以適于不同長(zhǎng)度試件的測(cè)量需求。
如圖3和圖5所示，初始加力部分C由滑座23、支座2、絲杠21、測(cè)力傳感器3、連接 件4、拉鉤5等組成。拉鉤5通過(guò)銷軸40與連接件4連接，拉鉤5可以繞銷軸40轉(zhuǎn)動(dòng)。銷 軸40上套有扭簧37，用于給拉鉤5—個(gè)向上的支持力，調(diào)節(jié)螺釘36可以保持拉鉤5水平。 支座2與滑座23固定聯(lián)接。壓下拉鉤5，鉤住試件6下端，測(cè)力傳感器3會(huì)傳感出初始(靜 態(tài))力。拉鉤5水平位置的移動(dòng)可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠21實(shí)現(xiàn)。擋板38與支撐座27固定聯(lián)接。 螺母19和螺母22在拉鉤5的水平位置調(diào)整完成后，用來(lái)鎖緊絲杠21，保持拉鉤5與支撐 座27間的距離固定不變。
如圖6所示，振動(dòng)傳感部分D由激光傳感器25、上支撐座26、支撐座27、滑座31、絲 杠28、支座29等組成。支座29通過(guò)四個(gè)螺釘30固定在底座1上。激光傳感器25、上支撐 座26、支撐座27、滑座31，四者間通過(guò)螺釘固定相連。旋轉(zhuǎn)絲杠28可以調(diào)節(jié)激光傳感器 25水平位置。擋板32與支撐座27固定在一起。
1.2測(cè)量裝置數(shù)據(jù)處理部分
測(cè)量裝置的數(shù)據(jù)處理部分主要由信號(hào)調(diào)理盒和計(jì)算機(jī)組成。 1.2.1 信號(hào)調(diào)理盒
如圖7所示，信號(hào)調(diào)理盒由力信號(hào)放大器、激光傳感器振動(dòng)信號(hào)放大器、數(shù)據(jù)釆集卡、 直流電源等組成。力信號(hào)放大器和振動(dòng)信號(hào)放大器要分別與所選用的力傳感器和激光傳感器 配套， 一般要求傳感器廠商與傳感器一起配套提供。數(shù)據(jù)采集卡分別與兩個(gè)放大器相連，同
時(shí)與計(jì)算機(jī)聯(lián)接；直流電源分別與兩個(gè)放大器相連，為兩個(gè)放大器提供一定電壓的直流供電。 直流供電電壓根據(jù)所選傳感器和放大器的要求而定。
本發(fā)明一種薄板類木質(zhì)材料力學(xué)性能快速測(cè)量方法，具體為如下歩驟(1) 精確設(shè)定初始位移值。
調(diào)整"試件裝夾部分B"的垂直位置，選擇一個(gè)表面光潔的金屬板，將金屬板裝夾到測(cè) 量裝置上；微調(diào)激光傳感器25水平位置，至其輸出電壓為0;調(diào)整拉鉤5的水平位置，初 歩測(cè)量金屬板左側(cè)面與拉鉤5內(nèi)槽左邊沿的距離；保持拉鉤5與支撐座27間的距離固定不 動(dòng)；再次精確測(cè)量金屬板左側(cè)面與拉鉤5內(nèi)槽左邊沿的距離；這個(gè)距離值就是試件自由端的 初始位移值A(chǔ)。
(2) 裝夾試件。
根據(jù)不同試件長(zhǎng)度，調(diào)整"試件裝夾部分B"的高度，將試件6裝夾在測(cè)量裝置上。
(3) 設(shè)定測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)目錄和文件名，輸入試件基本參數(shù)。
打開(kāi)軟件，設(shè)定測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)目錄和文件名，輸入被測(cè)試件基本參數(shù)；試件基本參數(shù)包 括試件編號(hào)(名稱)，試件寬度6 (mm)，試件厚度/ (mm)，試件總長(zhǎng)度丄(mm)，試件 自由端初始位移A (mm)，試件質(zhì)量M(g)。軟件自動(dòng)計(jì)算試件懸臂長(zhǎng)度/為試件總長(zhǎng)度丄 減去夾持長(zhǎng)度50mm。
(4) 激光傳感器位移輸出調(diào)零。
為消除試件裝夾后，其自身原始變形對(duì)測(cè)量的影響，正式測(cè)量前需要將激光傳感器零點(diǎn) 對(duì)準(zhǔn)試件左側(cè)面。點(diǎn)擊軟件界面上"開(kāi)始調(diào)零"圖標(biāo)。軟件采集、顯示激光傳感器輸出的位 移信號(hào)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠28，微調(diào)激光傳感器25水平位置，至其輸出電壓為O。點(diǎn)擊軟件界 面上"停止調(diào)零"圖標(biāo)。
(5) 測(cè)量靜態(tài)MOE。
手動(dòng)將試件底部右移，并將其掛在拉鉤5上。相當(dāng)于給試件自由端施加一個(gè)初始位移△。 點(diǎn)擊"開(kāi)始測(cè)量"圖標(biāo)。軟件采集初始位移力信號(hào)P，采集時(shí)間為1至幾秒鐘；計(jì)算靜態(tài) MOE,顯示測(cè)量結(jié)果。
(6) 測(cè)量動(dòng)態(tài)MOE。
靜態(tài)MOE測(cè)量結(jié)果顯示后，拉鉤5向下移開(kāi)，釋放試件6自由端，試件自由振動(dòng)。激 光傳感器25傳感振動(dòng)位移，軟件自動(dòng)識(shí)別搌動(dòng)信號(hào)，并釆集、顯示振動(dòng)位移信號(hào)，釆集時(shí) 間為數(shù)秒鐘，計(jì)算動(dòng)態(tài)MOE。具體信號(hào)分析、處理內(nèi)容包括(l)計(jì)算有阻尼一階固有頻率 力，(2)計(jì)算阻尼比f(wàn)， (3)計(jì)算無(wú)阻尼一階固有頻率/， (4)計(jì)算試件動(dòng)態(tài)MOE。
(7) 存儲(chǔ)、顯示測(cè)量結(jié)果。
軟件自動(dòng)存儲(chǔ)被測(cè)試件測(cè)量結(jié)果，包括試件編號(hào)(名稱)、靜態(tài)彎曲彈性模量(靜態(tài) MOE)、動(dòng)態(tài)彎曲彈性模量(動(dòng)態(tài)MOE)、振動(dòng)阻尼比、有阻尼一階固有頻率力和無(wú)阻尼一
7階固有頻率/。
軟件自動(dòng)顯示被測(cè)試件三個(gè)測(cè)量結(jié)果靜態(tài)MOE(先顯示于第(5)歩結(jié)束時(shí))、動(dòng)態(tài)MOE 和振動(dòng)阻尼比。
至此， 一個(gè)測(cè)量過(guò)程完畢。
本發(fā)明一種薄板類木質(zhì)材料力學(xué)性能快速測(cè)量裝置及測(cè)量方法，其優(yōu)點(diǎn)及功效在于能
快速、方便地測(cè)定薄板類木質(zhì)材料的力學(xué)性能，包括靜態(tài)彎曲彈性模量(靜態(tài)MOE)、動(dòng)態(tài)
彎曲彈性模量(動(dòng)態(tài)MOE)、振動(dòng)阻尼比、有阻尼一階固有頻率《和無(wú)阻尼一階固有頻率/;
與傳統(tǒng)測(cè)量裝置和方法(三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲測(cè)量、拉伸測(cè)量等)相比，本發(fā)明的薄板類木質(zhì)材 料力學(xué)性能快速測(cè)量的測(cè)量裝置及測(cè)量方法，節(jié)約了時(shí)間、成本，操作簡(jiǎn)便。


圖1所示為本發(fā)明裝置組成框圖 圖2所示為本發(fā)明裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)部分示意圖(一) 圖3所示為本發(fā)明裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)部分示意圖(二) 圖4所示為本發(fā)明裝置之試件裝夾部分結(jié)構(gòu)示意圖 圖5所示為本發(fā)明裝置之初始加力部分結(jié)構(gòu)示意圖 圖6所示為本發(fā)明裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)部分示意圖(三) 圖7所示為本發(fā)明裝置之信號(hào)調(diào)理盒組成框圖 圖8所示為測(cè)量裝置軟件流程圖 圖9所示為試件初始變形、初始力示意圖。' 圖中具體標(biāo)號(hào)及符號(hào)說(shuō)明如下 圖l中 代表位置可調(diào)
A、基礎(chǔ)框架部分B、試件裝夾部分
C、初始加力部分D、振動(dòng)傳感部分
a、定位孔1b、定位孔2c、定位孔3d、定位孔4
1、底座2、支座3、測(cè)力傳感器4、連接件
5、拉鉤6、試件7、螺釘8、壓蓋
9、螺釘10、螺釘11、插銷12、彎板
13、限位螺釘14、支架15、支座16、直線導(dǎo)軌17、限位螺釘18、螺釘19、螺母20、直線導(dǎo)軌
21、絲杠22、螺母23、滑座24、限位螺釘
25、激光傳感器26、上支撐座27、支撐座28、絲杠
29、支座30、螺釘31、滑座32、擋板
33、螺釘34、壓板'35、滑座36、調(diào)節(jié)螺釘
37、扭簧38、擋板39、螺釘40、銷軸
41、螺釘42、信號(hào)調(diào)理盒43、計(jì)算機(jī)44、力信號(hào)放大器
45、振動(dòng)信號(hào)放大器46、直流電源47、數(shù)據(jù)采集卡
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明一種薄板類木質(zhì)材料力學(xué)性能快速測(cè)量裝置，主要由兩部分組成機(jī)械結(jié)構(gòu)部分 和數(shù)據(jù)處理部分，如圖l所示。機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的主要功能是試件的夾持、調(diào)整、初始位移施 加、初始力傳感、激振和振動(dòng)信號(hào)的傳感。在機(jī)械結(jié)構(gòu)部分，試件被垂直裝夾，上端夾持， 下端自由。試件裝夾部分位置上下可調(diào)，適于測(cè)量不同長(zhǎng)度的試件。激光傳感器位置可調(diào)， 適應(yīng)于不同試件的不同自身原始變形。拉鉤位置水平可調(diào)，適于對(duì)試件自由端施加不同的初 始位移，能精確設(shè)定這個(gè)初始位移量；在初始位移施加后，測(cè)力傳感器可以傳感初始力的大 小。另外，在初始位移施加后，拉鉤能迅速釋放試件，實(shí)現(xiàn)試件的自由振動(dòng)。測(cè)力傳感器應(yīng) 為小量程、精密力傳感器，如可采用航天701研究所制造的懸臂式測(cè)力傳感器，型號(hào)BK-5D， 量程3Kg，精度0.05%。激光傳感器應(yīng)為高精度位移傳感器，如可采用H本產(chǎn)SUNX(視神)， 型號(hào)ANR1250激光傳感器+ANR5131放大器(控制器)。
數(shù)據(jù)處理部分的主要功能是對(duì)初始力信號(hào)和振動(dòng)信號(hào)的調(diào)理、采集、處理、計(jì)算出被測(cè) 試件的靜態(tài)彎曲彈性模量、動(dòng)態(tài)彎曲彈性模量和振動(dòng)阻尼比等。數(shù)據(jù)處理部分主要由信號(hào)調(diào) 理盒和計(jì)算機(jī)組成。信號(hào)調(diào)理盒中有力信號(hào)放大器、激光傳感器振動(dòng)信號(hào)放大器、數(shù)據(jù)采集 卡等。數(shù)據(jù)采集卡為一般16位的數(shù)據(jù)采集卡，如可采用美國(guó)NI公司生產(chǎn)的NI-USB2008數(shù) 據(jù)采集卡。計(jì)算機(jī)中有用于數(shù)據(jù)采集、處理的專用軟件。數(shù)據(jù)采集、處理軟件可釆用任何計(jì) 算機(jī)程序語(yǔ)言編制，若釆用Labview虛擬儀器語(yǔ)言編制會(huì)更方便。 測(cè)量裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)部分
如圖2所示，測(cè)量裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)又分為四個(gè)部分基礎(chǔ)框架部分A、試件裝夾部分B、 初始加力部分C、振動(dòng)傳感部分D?；A(chǔ)框架部分是整個(gè)測(cè)量裝置的支持主體。試件裝夾部分可以使試件的一端固定，構(gòu)成試件懸臂梁彎曲和振動(dòng)，防止試件發(fā)生傾斜和移動(dòng)。初始加 力部分可以有效地給試件自由端提供水平方向的初始位移和初始力，并能通過(guò)計(jì)算機(jī)采初始 力信號(hào)，計(jì)算靜態(tài)MOE。振動(dòng)傳感部分可以準(zhǔn)確地獲取試件懸臂梁振動(dòng)過(guò)程中的位移振動(dòng) 信號(hào)并傳送到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)分析、處理，得出動(dòng)態(tài)MOE。
如圖3所示，基礎(chǔ)框架部分A主要由底座1和支架14組成；底座1和支架14間通過(guò) 四個(gè)螺釘18固定連接；在底座1上固定有直線導(dǎo)軌20,在支架14上固定有直線導(dǎo)軌16; 直線導(dǎo)軌20與底座1間，以及直線導(dǎo)軌16與支架14間通過(guò)螺釘固定連接。
如圖3和圖4所示，試件裝夾部分B由螺釘7、壓蓋8、壓板34、支座15、插銷11 (兩 個(gè))、彎板12、滑座35等組成。壓蓋8通過(guò)四個(gè)螺釘9固定在支座15上，支座15通過(guò)四 個(gè)螺釘固定在滑座35上，滑座35與導(dǎo)軌16構(gòu)成直線導(dǎo)軌組。旋轉(zhuǎn)螺釘7，向壓板34加力， 將試件6壓在支座15上?；?5與彎板12通過(guò)兩個(gè)螺釘10固定相連，插銷11插入支架 14上的定位孔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)試件裝夾部分的上下位置的定位和固定。支架14上有四對(duì)不同 高度的定位孔(a、定位孔l， b、定位孔2， c、定位孔3， d、定位孔4)，每對(duì)定位孔對(duì)稱 分布在直線導(dǎo)軌16兩側(cè)(圖3上只顯示了四對(duì)定位孔一側(cè)位置)。每對(duì)定位孔實(shí)現(xiàn)"試件裝 夾部分"一個(gè)垂直位置，即對(duì)應(yīng)一個(gè)系列長(zhǎng)度的試件；四對(duì)不同高度的定位孔實(shí)現(xiàn)"試件裝 夾部分"四個(gè)垂直位置，即對(duì)應(yīng)于四個(gè)不同長(zhǎng)度的試件系列。根據(jù)需要，在不同高度上可增 加定位孔，甚至做成連續(xù)可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，以適于不同長(zhǎng)度試件的測(cè)量需求。
如圖3和圖5所示，初始加力部分C由滑座23、支座2、絲杠2K測(cè)力傳感器3、連接 件4、拉鉤5等組成。拉鉤5通過(guò)銷軸40與連接件4連接，拉鉤5可以繞銷軸40轉(zhuǎn)動(dòng)。銷 軸40上套有扭簧37，用于給拉鉤5—個(gè)向上的支持力，調(diào)節(jié)螺釘36可以保持拉鉤5水平。 支座2與滑座23間通過(guò)四個(gè)螺釘41固定聯(lián)接。壓下拉鉤5，鉤住試件6下端，測(cè)力傳感器 3會(huì)傳感出初始(靜態(tài))力。拉鉤5水平位置的移動(dòng)可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠21實(shí)現(xiàn)。擋板38通 過(guò)兩個(gè)螺釘39與支撐座27固定聯(lián)接。螺母19和螺母22在拉鉤5的水平位置調(diào)整完成后， 用來(lái)鎖緊絲杠21 ，保持拉鉤5與支撐座27間的距離固定不變。
如圖6所示，振動(dòng)傳感部分D由激光傳感器25、上支撐座26、支撐座27、滑座31、絲 杠28、支座29等組成。支座29通過(guò)四個(gè)螺釘30固定在底座1上。激光傳感器25、上支撐 座26、支撐座27、滑座31，四者間通過(guò)螺釘固定相連。旋轉(zhuǎn)絲杠28可以調(diào)節(jié)激光傳感器 25水平位置。擋板32通過(guò)兩個(gè)螺釘33與支撐座27固定在一起。
測(cè)量裝置數(shù)據(jù)處理部分
10測(cè)量裝置的數(shù)據(jù)處理部分主要由信號(hào)調(diào)理盒42和計(jì)算機(jī)43組成。 信號(hào)調(diào)理盒
如圖7所示，信號(hào)調(diào)理盒42由力信號(hào)放大器44、激光傳感器振動(dòng)信號(hào)放大器45、數(shù)據(jù) 采集卡47、直流電46等組成。力信號(hào)放大器44和振動(dòng)信號(hào)放大器45要分別與所選用的力 傳感器和激光傳感器配套， 一般要求傳感器廠商與傳感器一起配套提供。兩放大器輸出均為 模擬電壓，最大輸出值一般要求為士5V。數(shù)據(jù)采集卡為一般16位的數(shù)據(jù)采集卡，如可采用 美國(guó)NI公司生產(chǎn)的NI-USB2008數(shù)據(jù)采集卡。數(shù)據(jù)采集卡47分別與兩個(gè)放大器相連，同時(shí) 通過(guò)USB數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)的USB接口聯(lián)接；直流電源46分別與兩個(gè)放大器相連，為兩個(gè) 放大器提供一定電壓的直流供電。直流供電電壓根據(jù)所選傳感器和放大器的要求而定，例如， 航天701研究所制造的型號(hào)BK-5D懸臂式測(cè)力傳感器，需要的直流供電電壓為士12V;日本 SUNX(視神)的ANR1250激光傳感器與ANR5131放大器組合，需要的直流供電電壓為 12~24V。 軟件流程
計(jì)算機(jī)中有用于信號(hào)采集、分析、處理的專用軟件。軟件流程圖如圖8所示。該軟件可 采用任何計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言編制，若采用Labview虛擬儀器語(yǔ)言編制會(huì)更方便。
裝夾試件后，打開(kāi)軟件。設(shè)定測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)目錄和文件名，輸入被測(cè)試件基本參數(shù)。試 件基本參數(shù)包括試件編號(hào)(名稱)，試件寬度6(mm)，試件厚度/(mm)，試件總長(zhǎng)度丄(mm)， 試件自由端初始位移A (mm)，試件質(zhì)量M(g)。軟件自動(dòng)計(jì)算試件懸臂長(zhǎng)度/為試件總長(zhǎng)度 丄減去夾持長(zhǎng)度50mm。點(diǎn)擊軟件界面上"開(kāi)始調(diào)零"圖標(biāo)。軟件采集、顯示激光傳感器輸出 的位移信號(hào)，調(diào)整激光傳感器水平位置，至其輸出電壓為O。點(diǎn)擊軟件界面上"停止調(diào)零" 圖標(biāo)。對(duì)試件自由端施加初始位移A，點(diǎn)擊"開(kāi)始測(cè)量"圖標(biāo)。軟件采集初始力信號(hào)尸，計(jì) 算靜態(tài)MOE。釋放試件自由端，軟件采集、顯示激光傳感器傳感的試件自由振動(dòng)信號(hào)；分 析、處理信號(hào)(1)計(jì)算有阻尼一階固有頻率^， (2)計(jì)算阻尼比，(3)計(jì)算無(wú)阻尼一階固有頻率 /， (4)計(jì)算試件動(dòng)態(tài)MOE。存儲(chǔ)、顯示結(jié)果靜態(tài)MOE、動(dòng)態(tài)MOE、阻尼比等。至此，完成 一個(gè)試件的一次測(cè)試過(guò)程。
本發(fā)明一種薄板類木質(zhì)材料力學(xué)性能快速測(cè)量方法，具體步驟如下 (1)精確設(shè)定初始位移值。
調(diào)整"試件裝夾部分B"的垂直位置至a(定位孔l)。選擇一個(gè)專門加工的，尺寸為140 X50X1.5 mm (長(zhǎng)X寬X厚)，表面光潔的金屬板。擰動(dòng)螺釘7，將金屬板裝夾到測(cè)量裝置 上。點(diǎn)擊軟件界面上"開(kāi)始調(diào)零"圖標(biāo)。軟件采集、顯示激光傳感器輸出的位移信號(hào)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠28，微調(diào)激光傳感器25水平位置，至其輸出電壓為0。點(diǎn)擊軟件界面上"停止調(diào) 零"圖標(biāo)。松開(kāi)螺母19和螺母22，通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠21，調(diào)整拉鉤5的水平位置，初歩測(cè)量金 屬板左側(cè)面與拉鉤5內(nèi)槽左邊沿的距離。待拉鉤5的水平大致位置調(diào)整完成后，擰緊螺母 19和螺母22，鎖緊絲杠21，保持拉鉤5與支撐座27間的距離固定不動(dòng)。再次精確測(cè)量金 屬板左側(cè)面與拉鉤5內(nèi)槽左邊沿的距離。記下這個(gè)距離值，這個(gè)值就是后面力學(xué)性能測(cè)量過(guò) 程中，試件自由端的初始位移值A(chǔ)。
在一次設(shè)定完成后，初始位移值A(chǔ)即固定下來(lái)，測(cè)量任何試件的初始位移都是這個(gè)值。 待需要改變初始位移值A(chǔ)時(shí)，就重新執(zhí)行這一歩操作。 (2)裝夾試件6。
根據(jù)不同試件長(zhǎng)度，調(diào)整"試件裝夾部分"的高度。擰動(dòng)螺釘7，將試件6裝夾在測(cè)量 裝置上。
為簡(jiǎn)化試件6準(zhǔn)備工作，根據(jù)試件厚度不同，試件長(zhǎng)度取四種不同尺寸，但試件寬度均 為50mm。具體試件尺寸規(guī)格見(jiàn)表l。本測(cè)量裝置可測(cè)量最大試件尺寸(長(zhǎng)X寬X厚)為-500X50X8.6mm。試件夾持長(zhǎng)度均為50mm。
寬度6 (mm)50厚度f(wàn) (mm)>5 8.6>3 5>1,5~3〉1~1.5
懸臂長(zhǎng)度/(mm)50029018090
總長(zhǎng)丄(11^1) = /+50550340230140
定位孔選用定位孔4定位孔3定位孔2定位孔1
表1
(3) 設(shè)定測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)目錄和文件名，輸入試件基本參數(shù)。
打開(kāi)軟件，設(shè)定測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)目錄和文件名，輸入被測(cè)試件基本參數(shù)。試件基本參數(shù)包 括試件編號(hào)(名稱)，試件寬度6 (=50mm)，試件厚度f(wàn) (mm)，試件總長(zhǎng)度Z (mm)， 試件自由端初始位移A (mm),試件質(zhì)量M(g)。軟件自動(dòng)計(jì)算試件懸臂長(zhǎng)度/為試件總長(zhǎng) 度丄減去夾持長(zhǎng)度50mm。
(4) 激光傳感器位移輸出調(diào)零。
為消除試件裝夾后，其自身原始變形對(duì)測(cè)量的影響，正式測(cè)量前需要將激光傳感器零點(diǎn) 對(duì)準(zhǔn)試件左側(cè)面。點(diǎn)擊軟件界面上"開(kāi)始調(diào)零"圖標(biāo)。軟件采集、顯示激光傳感器輸出的位 移信號(hào)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠28，微調(diào)激光傳感器25水平位置，至其輸出電壓為O。點(diǎn)擊軟件界面上"停止調(diào)零"圖標(biāo)。
(5) 測(cè)量靜態(tài)MOE。
手動(dòng)將試件底部右移，并將其掛在拉鉤5上。相當(dāng)于給試件自由端施加一個(gè)初始位移A。 點(diǎn)擊"開(kāi)始測(cè)量"圖標(biāo)。軟件采集初始位移力信號(hào)尸，采集時(shí)間為1至幾秒鐘；計(jì)算靜態(tài) MOE，顯示測(cè)量結(jié)果。試件靜態(tài)MOE測(cè)量、計(jì)算原理如下
如圖9所示，靜態(tài)彈性模量￡ = ^。式中，P為初始靜態(tài)力(N)， A為加載點(diǎn)位移量
(m)， /為懸臂梁懸出(非被裝夾)部分長(zhǎng)度(m)， 6為試件寬度(m)， /為試件厚度(m)。
(6) 測(cè)量動(dòng)態(tài)MOE。
靜態(tài)MOE測(cè)量結(jié)果顯示后，拉鉤5向下移開(kāi)，釋放試件6自由端，試件自由振動(dòng)。激 光傳感器25傳感振動(dòng)位移，軟件自動(dòng)識(shí)別振動(dòng)信號(hào)，并采集、顯示振動(dòng)位移信號(hào)，采集時(shí) 間為數(shù)秒鐘，計(jì)算動(dòng)態(tài)MOE。具體信號(hào)分析、處理內(nèi)容包括(l)計(jì)算有阻尼一階固有頻率
(2)計(jì)算阻尼比。(3)計(jì)算無(wú)阻尼一階固有頻率/， (4)計(jì)算試件動(dòng)態(tài)MOE。具體信號(hào)分析、 處理原理如下。
有阻尼一階固有頻率力，由快速傅立葉變換算法對(duì)采集到的振動(dòng)信號(hào)處理得到。阻尼比
",^ 。式中，^為自由振動(dòng)振幅對(duì)數(shù)減縮；其計(jì)算式為<5=7~^71114"。其中，4 V2;r + 52 ("-1) 4
為在振動(dòng)衰減波形曲線上，選取的第1個(gè)振幅；^w為在振動(dòng)衰減波形曲線上，選取的第n 個(gè)振幅。在有了有阻尼一階固有頻率^和阻尼比C"后，無(wú)阻尼一階固有頻率的計(jì)算公式為
/ = ^=。最后，動(dòng)態(tài)彈性模量五=12//^^| f」一)。式中，/>為密度(Kg/m3)， /
為無(wú)阻尼一階固有頻率(Hz)， /為懸臂梁懸出(非被裝夾)部分長(zhǎng)度(m)， f為試件厚度(m)。
而試件密度p-^。式中，M為試件質(zhì)量(kg)， 6為試件寬度(m),丄為試件總長(zhǎng)度(m)。 延
(7) 存儲(chǔ)、顯示測(cè)量結(jié)果。
軟件自動(dòng)存儲(chǔ)被測(cè)試件測(cè)量結(jié)果，包括試件編號(hào)(名稱)、靜態(tài)彎曲彈性模量(靜態(tài) MOE)、動(dòng)態(tài)彎曲彈性模量(動(dòng)態(tài)MOE)、振動(dòng)阻尼比、有阻尼一階固有頻率力和無(wú)阻尼一 階固有頻率/。除非重新設(shè)定存儲(chǔ)目錄和文件名，否則新測(cè)定結(jié)果繼續(xù)寫入前面文件結(jié)尾處。
軟件自動(dòng)顯示被測(cè)試件三個(gè)測(cè)量結(jié)果，包括靜態(tài)MOE (先顯示于第(5)步結(jié)束時(shí))、動(dòng) 態(tài)MOE和振動(dòng)阻尼比。至此， 一個(gè)測(cè)量過(guò)程完畢。如不改變初始位移值A(chǔ)，下個(gè)測(cè)量過(guò)程從歩驟(2)丌始即可。 如果試件本身存在一定的彎曲或扭曲變形，或在試件長(zhǎng)度方向上力學(xué)性質(zhì)分布不一致，則測(cè) 量結(jié)果會(huì)出現(xiàn)變動(dòng)。推薦針對(duì)一個(gè)試件，進(jìn)行左右、正反面四次測(cè)定，然后取四次測(cè)量結(jié)果 的平均值作為試件彈性模量值。如果一個(gè)批次試件中隨機(jī)抽樣的多個(gè)試件的四次測(cè)量結(jié)果差 別很小，對(duì)該批次其它試件可只測(cè)量一次。
實(shí)施例一
下面結(jié)合一個(gè)試件的一次測(cè)量，說(shuō)明測(cè)量裝置和測(cè)量過(guò)程的具體實(shí)施方式
。試件材質(zhì)為
中密度板(MDF)，試件尺寸(長(zhǎng)X寬X厚)為340X50X3.7 mm。計(jì)算機(jī)中用于信號(hào)采 集、分析、處理的專用軟件采用Labview虛擬儀器語(yǔ)言編制。
(1) 精確設(shè)定初始位移值。
調(diào)整"試件裝夾部分"的垂直位置至"定位孔1"。選擇一個(gè)專門加工的，尺寸為140X 50X1.5 mm (長(zhǎng)X寬X厚)，表面光潔的金屬板，裝夾到測(cè)量裝置上。點(diǎn)擊軟件界面上"開(kāi) 始調(diào)零"圖標(biāo)。軟件采集、顯示激光傳感器輸出的位移信號(hào)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠28，微調(diào)激光 傳感器25水平位置，至其輸出電壓為0。點(diǎn)擊軟件界面上"停止調(diào)零"圖標(biāo)。松開(kāi)螺母19 和螺母22，通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠21，調(diào)整拉鉤5的水平位置，初歩測(cè)量金屬板左側(cè)面與拉鉤5內(nèi) 槽左邊沿的距離。待拉鉤5的水平大致位置調(diào)整完成后，擰緊螺母19和螺母22，鎖緊絲杠 21，保持拉鉤5與支撐座27間的距離固定不動(dòng)。再次精確測(cè)量金屬板左側(cè)面與拉鉤5內(nèi)槽 左邊沿的距離為12 mm。這個(gè)值就是后面實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，試件自由端初始位移值A(chǔ) = 12 mm。
(2) 裝夾試件。
調(diào)整"試件裝夾部分"的垂直位置至"定位孔3"。擰動(dòng)螺釘7，將試件裝夾在測(cè)量裝置 上。試件夾持長(zhǎng)度為50mm。
(3) 輸入試件基本參數(shù)。
打開(kāi)軟件，設(shè)定測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)目錄和文件名，輸入被測(cè)試件基本參數(shù)。輸入的試件基本 參數(shù)包括試件編號(hào)=MDF3.7-1，試件寬度6:50mm，試件厚度^3.7mm，試件總長(zhǎng)度 Z = 340 mm，試件自由端初始位移△ = 50 mm，試件質(zhì)量M-48.5g。軟件自動(dòng)計(jì)算試件懸 臂長(zhǎng)度/為290 mm。
(4) 激光傳感器位移輸出調(diào)零。
點(diǎn)擊軟件界面上"開(kāi)始調(diào)零"圖標(biāo)。軟件釆集、顯示激光傳感器輸出的位移信號(hào)，通過(guò)
14旋轉(zhuǎn)絲杠28，微調(diào)激光傳感器25水平位置，至其輸出電壓為0。點(diǎn)擊軟件界面上"停止調(diào) 零"圖標(biāo)。
(5) 測(cè)量靜態(tài)MOE。
手動(dòng)將試件底部右移，并將其掛在拉鉤5上。相當(dāng)于給試件自由端施加一個(gè)初始位移A= 12mm。點(diǎn)擊"開(kāi)始測(cè)量"圖標(biāo)。軟件采集初始位移力信號(hào)尸，采集時(shí)間為l秒鐘；計(jì)算靜 態(tài)MOE二3.55 GPa。
(6) 測(cè)量動(dòng)態(tài)MOE。
拉鉤5向下移開(kāi)，釋放試件自由端，試件自由振動(dòng)。激光傳感器25傳感振動(dòng)位移，計(jì) 算機(jī)采集、顯示振動(dòng)位移信號(hào)，釆集時(shí)間為3秒鐘，計(jì)算動(dòng)態(tài)MOE。具體信號(hào)分析、處理 結(jié)果為(l)有阻尼一階固有頻率力-15.891 Hz， (2)振動(dòng)阻尼比^= 0.075， (3)無(wú)阻尼一階固 有頻率/= 15.892 Hz， (4)被測(cè)試件動(dòng)態(tài)MOE = 3.75 GPa。
(7) 存儲(chǔ)、顯示測(cè)量結(jié)果。
軟件自動(dòng)存儲(chǔ)被測(cè)試件測(cè)量結(jié)果，包括試件編號(hào)(名稱)-MDF3.7-l、靜態(tài)MOE = 3.55 GPa、動(dòng)態(tài)MOE = 3.75 GPa、'振動(dòng)阻尼比f(wàn)= 0.075、有阻尼一階固有頻率力=15.891 Hz和 無(wú)阻尼一階固有頻率/= 15.892 Hz。
軟件自動(dòng)顯示被測(cè)試件三個(gè)測(cè)量結(jié)果。包括靜態(tài)MOE = 3.55 GPa、動(dòng)態(tài)MOE = 3.75 GPa 和振動(dòng)阻尼比<:=0.075。
1權(quán)利要求
1、一種薄板類木質(zhì)材料力學(xué)性能快速測(cè)量裝置，其特征在于該裝置由兩部分組成機(jī)械結(jié)構(gòu)部分和數(shù)據(jù)處理部分，所述的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分又分為四個(gè)部分基礎(chǔ)框架部分(A)、試件裝夾部分(B)、初始加力部分(C)、振動(dòng)傳感部分(D)；基礎(chǔ)框架部分(A)由底座(1)和支架(14)組成；底座(1)和支架(14)固定連接；在底座(1)上固定有直線導(dǎo)軌(20)，在支架(14)上固定有直線導(dǎo)軌(16)；直線導(dǎo)軌(20)與底座(1)間，以及直線導(dǎo)軌(16)與支架(14)間通過(guò)螺釘固定連接；試件裝夾部分(B)由螺釘(7)、壓蓋(8)、壓板(34)、支座(15)、插銷(11)、彎板(12)、滑座(35)組成；壓蓋(8)固定在支座(15)上，支座(15)固定在滑座(35)上，滑座(35)與導(dǎo)軌(16)構(gòu)成直線導(dǎo)軌組；滑座(35)與彎板(12)固定相連，插銷(11)插入支架(14)上的定位孔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)試件裝夾部分的上下位置的定位和固定；支架(14)上有四對(duì)不同高度的定位孔，每對(duì)定位孔對(duì)稱分布在直線導(dǎo)軌(16)兩側(cè)；初始加力部分(C)由滑座(23)、支座(2)、絲杠(21)、測(cè)力傳感器(3)、連接件(4)、拉鉤(5)組成；拉鉤(5)通過(guò)銷軸(40)與連接件(4)連接，拉鉤(5)可以繞銷軸(40)轉(zhuǎn)動(dòng)；銷軸(40)上套有扭簧(37)，用于給拉鉤(5)一個(gè)向上的支持力，調(diào)節(jié)螺釘(36)可以保持拉鉤(5)水平；支座(2)與滑座(23)固定聯(lián)接；拉鉤(5)水平位置的移動(dòng)可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠(21)實(shí)現(xiàn)；擋板(38)與支撐座(27)固定聯(lián)接；螺母(19)和螺母(22)在拉鉤(5)的水平位置調(diào)整完成后，用來(lái)鎖緊絲杠(21)，保持拉鉤(5)與支撐座(27)間的距離固定不變；振動(dòng)傳感部分(D)由激光傳感器(25)、上支撐座(26)、支撐座(27)、滑座(31)、絲杠(28)、支座(29)組成；支座(29)固定在底座(1)上；激光傳感器(25)、上支撐座(26)、支撐座(27)、滑座(31)，四者間通過(guò)螺釘固定相連；旋轉(zhuǎn)絲杠(28)調(diào)節(jié)激光傳感器(25)水平位置；擋板(32)與支撐座(27)固定在一起；所述的數(shù)據(jù)處理部分包括信號(hào)調(diào)理盒(42)及計(jì)算機(jī)(43)；信號(hào)調(diào)理盒(42)由力信號(hào)放大器(44)、激光傳感器振動(dòng)信號(hào)放大器(45)、數(shù)據(jù)采集卡(47)、直流電源(46)組成；數(shù)據(jù)采集卡分別與兩個(gè)放大器相連，同時(shí)通過(guò)USB數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)的USB接口聯(lián)接；直流電源分別與兩個(gè)放大器相連，為兩個(gè)放大器提供一定電壓的直流供電。
2、 一種薄板類木質(zhì)材料力學(xué)性能快速測(cè)量方法，其特征在于具體包括如下步驟(1) 精確設(shè)定初始位移值調(diào)整"試件裝夾部分B"的垂直位置，選擇一個(gè)表面光潔的金屬板，將金屬板裝夾到測(cè) 量裝置上；微調(diào)激光傳感器(25)水平位置，至其輸出電壓為0;調(diào)整拉鉤(5)的水平位置，初 步測(cè)量金屬板左側(cè)面與拉鉤(5)內(nèi)槽左邊沿的距離；保持拉鉤(5)與支撐座(27)間的距離固定不 動(dòng)；再次精確測(cè)量金屬板左側(cè)面與拉鉤(5)內(nèi)槽左邊沿的距離；這個(gè)距離值就是試件自由端的 初始位移值A(chǔ):(2) 裝夾試件根據(jù)不同試件長(zhǎng)度，調(diào)整"試件裝夾部分B"的高度，將試件(6)裝夾在測(cè)量裝置上；(3) 設(shè)定測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)目錄和文件名，輸入試件基本參數(shù)打開(kāi)軟件，設(shè)定測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)目錄和文件名，輸入被測(cè)試件基本參數(shù)；試件基本參數(shù)包 括試件編號(hào)，試件寬度6，試件厚度？，試件總長(zhǎng)度Z，試件自由端初始位移A，試件質(zhì)量 M;(4) 激光傳感器位移輸出調(diào)零為消除試件裝夾后，其自身原始變形對(duì)測(cè)量的影響，正式測(cè)量前需要將激光傳感器零點(diǎn) 對(duì)準(zhǔn)試件左側(cè)面點(diǎn)擊軟件界面上"開(kāi)始調(diào)零"圖標(biāo)；軟件采集、顯示激光傳感器輸出的位 移信號(hào)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠(28)，微調(diào)激光傳感器(25)水平位置，至其輸出電壓為0;點(diǎn)擊軟件界 面上"停止調(diào)零"圖標(biāo)；(5) 測(cè)量靜態(tài)MOE手動(dòng)將試件底部右移，并將其掛在拉鉤5上，相當(dāng)于給試件自由端施加一個(gè)初始位移A; 點(diǎn)擊"開(kāi)始測(cè)量"圖標(biāo)；軟件采集初始位移力信號(hào)P,采集時(shí)間為1至幾秒鐘；計(jì)算靜態(tài) MOE，顯示測(cè)量結(jié)果；(6) 測(cè)量動(dòng)態(tài)MOE靜態(tài)MO.E測(cè)量結(jié)果顯示后，拉鉤(5)向下移開(kāi)，釋放試件(6)自由端，試件自由振動(dòng)；激 光傳感器(25)傳感振動(dòng)位移，軟件自動(dòng)識(shí)別振動(dòng)信號(hào)，并采集、顯示振動(dòng)位移信號(hào)，釆集時(shí)間為數(shù)秒鐘，計(jì)算動(dòng)態(tài)MOE;具體信號(hào)分析、處理內(nèi)容包括①計(jì)算有阻尼一階固有頻率 ②計(jì)算阻尼比^;③計(jì)算無(wú)阻尼一階固有頻率/;④計(jì)算試件動(dòng)態(tài)MOE;(7) 存儲(chǔ)、顯示測(cè)量結(jié)果軟件自動(dòng)存儲(chǔ)被測(cè)試件測(cè)量結(jié)果，包括試件編號(hào)、靜態(tài)彎曲彈性模量、動(dòng)態(tài)彎曲彈性 模量、振動(dòng)阻尼比、有阻尼一階固有頻率厶和無(wú)阻尼一階固有頻率力 至此， 一個(gè)測(cè)量過(guò)程免畢。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種薄板類木質(zhì)材料力學(xué)性能快速測(cè)量裝置，由兩部分組成機(jī)械結(jié)構(gòu)部分和數(shù)據(jù)處理部分，機(jī)械結(jié)構(gòu)部分又分為四個(gè)部分基礎(chǔ)框架部分、試件裝夾部分、初始加力部分、振動(dòng)傳感部分；數(shù)據(jù)處理部分包括信號(hào)調(diào)理盒及計(jì)算機(jī)；本發(fā)明的測(cè)量方法主要有以下幾個(gè)步驟(1)精確設(shè)定初始位移值；(2)裝夾試件；(3)設(shè)定測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)目錄和文件名，輸入試件基本參數(shù)；(4)激光傳感器位移輸出調(diào)零；(5)測(cè)量靜態(tài)MOE；(6)測(cè)量動(dòng)態(tài)MOE；(7)存儲(chǔ)、顯示測(cè)量結(jié)果。本發(fā)明能快速、方便地測(cè)定薄板類木質(zhì)材料的力學(xué)性能，與傳統(tǒng)測(cè)量裝置和方法相比，本發(fā)明的薄板類木質(zhì)材料力學(xué)性能快速測(cè)量的測(cè)量裝置及測(cè)量方法，節(jié)約了時(shí)間、成本，操作簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)G01N19/00GK101487790SQ20091007841
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者張厚江, 郭志仁 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué);張厚江