本發(fā)明涉及紡織精密計(jì)量儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種單絲彎曲性能測試裝置與方法。

背景技術(shù)：

隨著單絲在民用領(lǐng)域，如婚紗、晚禮服、針織面料以及工業(yè)上的織帶、印刷絲網(wǎng)、過濾材料、管網(wǎng)編織等方面深入而廣泛的應(yīng)用，單絲的彎曲性能作為衡量產(chǎn)品服用性和功能性的一個(gè)重要參數(shù)，卻一直未能得到人們的足夠重視，也缺乏統(tǒng)一的測試標(biāo)準(zhǔn)。目前報(bào)道上可見的一些方法，如“四點(diǎn)彎曲法”，即采用兩端握持，中間兩個(gè)三分點(diǎn)處施加等量載荷，通過試樣的斷裂強(qiáng)力來計(jì)算抗彎剛度，然而此法實(shí)際操作相對復(fù)雜，故很少使用；還有“懸臂梁法”，即試樣一端握持另一端施加載荷，用扭力天平測量力值，但此法在施加載荷的過程中，力的作用點(diǎn)不斷變化，故精準(zhǔn)度不高；另外“圈狀環(huán)掛重法”，將試樣制成圓環(huán)掛在支點(diǎn)上，下端懸掛一定質(zhì)量的游碼，通過測量穩(wěn)定之后圓環(huán)的下垂量來計(jì)算抗彎剛度，由于此法中自重對測量結(jié)果產(chǎn)生影響較大，故誤差也大?？傊陨戏椒?，均不能有效的反映單絲的彎曲性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種單絲彎曲性能測試裝置與方法，數(shù)據(jù)直觀準(zhǔn)確、方法合理且易于操作、測試對象廣泛。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種單絲彎曲性能測試裝置，包括機(jī)架，所述機(jī)架上開有垂直于水平面的凹槽；所述凹槽內(nèi)設(shè)置有平臺；所述平臺上安裝有試樣固定模具；所述凹槽的上方固定有壓腳；所述壓腳上連接壓力傳感器；所述平臺沿凹槽上升時(shí)試樣固定模具上固定的試樣的拱形最高點(diǎn)與所述壓腳接觸擠壓，使得壓力傳感器檢測到壓力；所述壓力傳感器與計(jì)算機(jī)相連，所述計(jì)算機(jī)還通過交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與所述平臺連接。

所述試樣固定模具包括模具主體和金屬片，所述模具主體兩端固定有所述金屬片，并通過螺桿貫穿；所述螺桿的兩端設(shè)有用于固定試樣兩端的螺帽。

所述計(jì)算機(jī)包括數(shù)據(jù)采集與處理模塊，用于處理由壓力傳感器測量并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器換成數(shù)字信號輸入計(jì)算機(jī)的信號；數(shù)據(jù)和圖像的顯示與存儲(chǔ)模塊，用于將處理過的數(shù)據(jù)信息顯示在計(jì)算機(jī)顯示屏上，并將其存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中；參數(shù)設(shè)置與運(yùn)行控制模塊，用于設(shè)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)，所述交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的實(shí)驗(yàn)參數(shù)驅(qū)動(dòng)平臺在凹槽內(nèi)做上下運(yùn)動(dòng)。

所述計(jì)算機(jī)還包括打印機(jī)輸出模塊，所述打印機(jī)輸出模塊用于通過打印機(jī)打印輸出。

所述實(shí)驗(yàn)參數(shù)包括壓縮距離、壓縮速率、停滯時(shí)間和壓縮次數(shù)。

所述機(jī)架設(shè)置在頂板和底板之間，所述頂板通過連接桿與所述壓腳相連。

所述連接桿上貫穿有螺栓。

所述底板下設(shè)置有支座。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種使用上述的單絲彎曲性能測試裝置的測試方法，包括以下步驟：

(1)在圓柱體金屬管中段處緊密纏繞一定圈數(shù)的單絲，采用膠帶將單絲頭尾端粘合，使用刀片劃斷并沿水平方向展開，使得彎折試樣至一定弧度呈拱形；

(2)將拱形試樣的頭尾兩端分別夾持于試樣固定模具的兩端；

(3)將夾持試樣的試樣固定模具放置于平臺上，使得試樣的拱形最高點(diǎn)與壓腳的中心處垂直對齊，并設(shè)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)，運(yùn)行儀器；

(4)試樣所受壓力由壓力傳感器測得并傳入計(jì)算機(jī)，信號轉(zhuǎn)化后輸出壓縮應(yīng)力—壓縮距離變化曲線。

有益效果

由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

數(shù)據(jù)直觀準(zhǔn)確：本發(fā)明通過力學(xué)傳感裝置，記錄下試樣所受的動(dòng)態(tài)壓縮力值，信號轉(zhuǎn)化后輸入計(jì)算機(jī)，并自動(dòng)輸出壓縮應(yīng)力—壓縮距離曲線，來反映單絲的彎曲性能。

方法合理且易于操作：本發(fā)明根據(jù)“三點(diǎn)彎曲法”的基本原理，將試樣制作成排列緊密的拱形，測試時(shí)兩端點(diǎn)固定，中間點(diǎn)受力，設(shè)計(jì)思路清晰、合理；采用平面壓縮測試法，利用平臺的升降控制試樣的壓縮行為，方法簡便，易于操作。

測試對象廣泛：本發(fā)明可針對不同規(guī)格的單絲，不受試樣種類、直徑、力學(xué)性能等條件限制，具有普遍適用性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的單絲彎曲裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明的電氣系統(tǒng)原理示意圖；

圖3為本發(fā)明的壓縮距離與壓縮應(yīng)力變化的曲線圖；

圖4為本發(fā)明的三點(diǎn)彎曲模型受力圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

本發(fā)明涉及一種單絲彎曲性能測試裝置，包括機(jī)架，所述機(jī)架上開有垂直于水平面的凹槽；所述凹槽內(nèi)設(shè)置有平臺；所述平臺上安裝有試樣固定模具；所述凹槽的上方固定有壓腳；所述壓腳上連接壓力傳感器；所述平臺沿凹槽上升時(shí)試樣固定模具上固定的試樣的拱形最高點(diǎn)與所述壓腳接觸擠壓，使得壓力傳感器檢測到壓力；所述壓力傳感器與計(jì)算機(jī)相連，所述計(jì)算機(jī)還通過交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與所述平臺連接。

如圖1所示，本發(fā)明的一種單絲彎曲性能測試裝置，包括支座1，位于支座1上的底板2，固定于底板上的機(jī)架3，機(jī)架3上接頂板4，頂板4下固定連接桿5，連接桿5由螺栓6貫穿，通過螺栓6的設(shè)置可以固定和支撐連接桿5，下端連接壓腳7，機(jī)架3上刻凹槽8，凹槽8連接平臺9，平臺9上安裝試樣固定模具，所述的試樣固定模具的模具主體10兩端固定兩個(gè)金屬片11，由螺桿12貫穿相連，螺桿12上連螺帽13；所述壓腳7連接壓力傳感器，壓力傳感器通過信號放大器與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)通過交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與平臺9連接。

如圖2所示，所述計(jì)算機(jī)包括：數(shù)據(jù)采集與處理模塊：處理由壓力傳感器測量并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器換成數(shù)字信號輸入計(jì)算機(jī)的信號；數(shù)據(jù)和圖像的顯示與存儲(chǔ)模塊：將處理過的數(shù)據(jù)信息顯示在計(jì)算機(jī)顯示屏上，并將其存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中；打印機(jī)輸出模塊：通過打印機(jī)打印輸出；結(jié)合圖參數(shù)設(shè)置與運(yùn)行控制模塊：設(shè)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)，包括壓縮距離、壓縮速率、停滯時(shí)間、壓縮次數(shù)，伺服電機(jī)根據(jù)設(shè)定的參數(shù)驅(qū)動(dòng)平臺在豎直方向做上下運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明還涉及單絲彎曲性能的測試方法，采用上述測試裝置，包括以下步驟：

步驟一：試樣制作：在圓柱體金屬管中段處，緊密纏繞一定圈數(shù)的單絲，采用膠帶將單絲頭尾端粘合，使用刀片劃斷并沿水平方向展開，彎折試樣至一定弧度呈拱形；

步驟二：試樣固定：將拱形試樣的頭尾兩端分別夾持于固定模具，并擰緊螺帽；

步驟三：試樣測試：將夾持試樣的固定模具，放置于平臺上，其拱形最高點(diǎn)與測試儀器的壓腳中心處垂直對齊，設(shè)定參數(shù)，運(yùn)行儀器；

步驟四：數(shù)據(jù)輸出：如圖3所示，試樣所受載荷由傳感器測得并傳入計(jì)算機(jī)，信號轉(zhuǎn)化后輸出壓縮應(yīng)力—壓縮距離變化曲線。

如圖4所示，本發(fā)明所述的測試方法其測量原理是以三點(diǎn)彎曲法的理論為基礎(chǔ)。試樣受到壓腳7的徑向壓縮力，會(huì)產(chǎn)生一定程度的變形，當(dāng)壓縮百分率為50％時(shí)，停止進(jìn)一步壓縮，壓縮過程的動(dòng)態(tài)應(yīng)力值會(huì)被記錄并由計(jì)算機(jī)輸出，其中最大應(yīng)力值為評價(jià)單絲剛性的依據(jù)。

不難發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明通過力學(xué)傳感裝置，記錄下試樣所受的動(dòng)態(tài)壓縮力值，信號轉(zhuǎn)化后輸入計(jì)算機(jī)，并自動(dòng)輸出壓縮應(yīng)力—壓縮距離曲線，來反映單絲的彎曲性能，數(shù)據(jù)直觀準(zhǔn)確。另外，本發(fā)明根據(jù)“三點(diǎn)彎曲法”的基本原理，將試樣制作成排列緊密的拱形，測試時(shí)兩端點(diǎn)固定，中間點(diǎn)受力，設(shè)計(jì)思路清晰、合理；采用平面壓縮測試法，利用平臺的升降控制試樣的壓縮行為，方法簡便，易于操作。

值得一提的是，本發(fā)明可針對不同規(guī)格的單絲，不受試樣種類、直徑、力學(xué)性能等條件限制，具有普遍適用性。