[发明专利]一种双轴拉伸测试装置

说明书

本发明公开了一种双轴拉伸测试装置，包括水平台架，该水平台架为正交十字架，水平台架的四个臂的端部均安装有伺服油缸，每个伺服油缸均依次与拉力传感器、组合夹具相连。水平台架的四个臂的表面均设置有直线导轨，组合夹具设置在该直线导轨上且能够沿所述直线导轨移动。组合夹具用于夹持试件。本发明还提供了一种上述双轴拉伸测试装置进行双轴拉伸测试的方法，包括多个步骤。双轴拉伸测试装置结构紧凑、形式简洁、运行平稳、精度高，具有多试验功能(单向静态拉伸、低周循环往返拉伸，双向静态拉伸强度、任意双轴应力比低周循环往返拉伸)，可应用于单轴拉伸试验机、双轴拉伸试验机等。

技术领域

本发明涉及一种拉伸测试装置，尤其涉及一种双轴拉伸测试装置，可应用于建筑膜材、飞艇蒙皮、工业织物的双轴单调拉伸与低周循环、撕裂、徐变试验等。属于材料力学实验技术、建筑结构材料试验技术领域。

背景技术

高分子复合织物薄膜材料轻质、高强、耐化学、耐久性而在现代建筑结构领域、航空、航天等工业领域应用，如建筑膜结构、航空飞艇、航天降落伞或软式着陆系统等。织物薄膜一般有基布和涂层构成，基布由高分子材料抽丝合成纤维，然后织成布，在建筑领域主要有聚酯纤维、玻璃纤维等，在航空航天领域主要有聚乙烯纤维、芳纶纤维、尼龙纤维等，涂层主要有聚四氟乙烯、聚偏四氟乙烯，采用涂层或层合，层合或涂层的基底还有其它化学胶体。因此，织物薄膜材料具有复杂的力学行为特征，表现为材料非线性、非弹性、各向异性、粘弹性、双向性等。目前国内关于膜材的力学参数、设计应用依据主要来源于单向试验，近年有开展膜材双向拉伸力学行为的试验、分析研究，并取得了重要进展和研究成果。

陈务军、付功义著的“膜结构多功能试验仪”(ZL.20041006758.7)研制了膜结构多功能试验仪，采用丝杠和联杆机构加载，然而加载比例受限制，且精度低。

陈鲁、李阳、张其林、杨宗林著的“膜结构双轴拉伸试验机的研制与开发”(科学技术与工程，2006，6(1)：17-23)研制介绍了膜结构双轴拉伸试验机，采用电机作为动力，连接丝杠、力传感器、位移传感器等，然而仅实现双轴单侧张拉、变形控制加载，不能实现对称张拉和严格的应力比控制。

陈务军、施光林、张丽、何艳丽、张大旭著的“拉伸测试装置”(ZL.201110101929.X)研制了膜材双轴拉伸试验机的拉伸测试装置，采用两级加载机构以适应16cm、72cm试件核心尺寸要求，夹具采用分体式并列，行走机构与直线导轨采用滑块，整体十字型机架的一个轴全焊接、双轴间设双层支撑，液压伺服阀与液压缸分离、通过硬管和软管连接。然而该拉伸测试装置的十字型机架复杂、尺寸大、不便于装配，夹具夹持试件难以控制力、操作费劲，行走机构摩擦力大、初始预张紧力大、影响初始测试精度，液压伺服阀与液压缸分离影响液压控制的动态响应特性、控制精度。

陈务军、施光林、张丽著的“薄膜双轴拉伸试验机电液加载系统”(ZL.20111107672.9)研制了薄膜双轴拉伸试验机的电液控制系统，采用两组阀控制两个轴，再通过截流阀、调节阀实现一个轴的两端加载，然而系统的同步性、动态响应特性都不是很好。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种方便拆装、方便试件夹持、低摩擦力、电液伺服性能好、结构紧凑和简洁、尺寸小、具有多试验功能(单向静态拉伸、低周循环往返拉伸，双向静态拉伸强度、任意双轴应力比低周循环往返拉伸)的新型双轴拉伸测试装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种双轴拉伸测试装置，包括水平台架，所述水平台架为正交十字架，所述水平台架的四个臂的端部均安装有伺服油缸，每个所述伺服油缸均依次与拉力传感器、组合夹具相连；所述水平台架的四个臂的表面均设置有直线导轨，所述组合夹具设置在所述直线导轨上且能够沿所述直线导轨移动；所述组合夹具用于夹持试件。

进一步地，所述伺服油缸的活塞通过第一转换件与所述拉力传感器连接，所述拉力传感器依次通过第二转换件和第三转换件与所述组合夹具连接。