[发明专利]一种用于预应力状态下的涂层织物膜材的顶破装置有效
申请号: | 201811185801.4 | 申请日: | 2018-10-11 |
公开(公告)号: | CN109406256B | 公开(公告)日: | 2021-06-29 |
发明(设计)人: | 张兰兰;宋洁;张营营;魏静;丁威;裴佳宁 | 申请(专利权)人: | 江苏建筑职业技术学院;中国矿业大学 |
主分类号: | G01N3/00 | 分类号: | G01N3/00;G01N3/04;G01N3/02 |
代理公司: | 北京天达知识产权代理事务所(普通合伙) 11386 | 代理人: | 龚颐雯;马东伟 |
地址: | 221116 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 用于 预应力 状态 涂层 织物 装置 | ||
本发明涉及一种添加预应力的涂层织物膜材顶破试验装置,属于膜工程技术领域,解决了现有技术中膜材试件在夹具中打滑、顶破装置成本较高且多不适用于涂层织物的技术问题。本发明提供了一种添加预应力的涂层织物膜材顶破试验装置,包括夹具、添加预应力单元、计算机系统、支架、控制系统、丝杠、传感器、调速系统、横梁、冲头及数据采集器;支架包括立柱和基座,基座设于地上,夹具设于基座上,立柱上设有横梁和伺服电机,立柱侧方设有丝杠和调速系统,横梁上方设有控制器,控制器与控制系统相连;冲头固定于横梁上并与控制器相连。本发明提供的顶破试验装置用于膜工程应用中涂层织物的力学性能测试研究,为膜结构的顶破破坏设计提供参考依据。
技术领域
本发明涉及膜结构工程技术领域,尤其涉及一种添加预应力的涂层织物膜材顶破试验装置。
背景技术
实际工程应用中,膜结构是由多种高强薄膜材料及加强构件通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,膜结构事先进行预应力的施加,在边界进行张拉使膜面处于一定的预应力状态下,以保证其能承受一定的外荷载作用。
膜结构长期暴露于外界,不可避免地受到各种荷载的作用,这就使得膜材产生一定的变形或是缺陷,在膜面张力的作用下,细观裂纹等缺陷会扩展,造成膜结构的局部破坏甚至整体破坏。因此模拟实际过程中膜结构使用及破坏过程很有必要。
现有的添加预应力的涂层织物膜材顶破装置不仅结构复杂、价格昂贵,并且所使用的夹具夹持效果差,容易产生打滑现象,造成试验结果误差存在较大误差。
发明内容
鉴于上述的分析,本发明旨在提供一种添加预应力的涂层织物膜材顶破试验装置,用以解决现有添加预应力的涂层织物膜材顶破装置结构复杂、价格昂贵,且其夹具夹持效果差等技术问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的:
一种添加预应力的涂层织物膜材顶破试验装置,包括夹具、添加预应力单元、计算机系统、支架、控制系统、丝杠、传感器、调速系统、横梁、冲头及数据采集器;支架包括立柱和基座,基座设于立柱底部,所述夹具设于基座上,立柱上方设有横梁和伺服电机,立柱侧方设有丝杠和调速系统,横梁的上方设有控制器,控制器与控制系统相连;冲头的一端固定于横梁上并与控制器相连,另一端与十字形膜材试件上表面中心垂直设置;夹具用于固定十字形膜材试件,添加预应力单元用于对十字形膜材试件添加预应力。
优选地,添加预应力单元包括膜材连接件、膜材固定件、拉力传感器、牵引件和张拉钢框架,膜材连接件与十字形膜材试件的牵引区固定连接,膜材连接件与拉力传感器的一端连接,拉力传感器的另一端与牵引件连接;膜材连接件的两端与张拉钢框架可拆卸连接;
所述张拉钢框架用于固定添加预应力后的十字形膜材试件。
优选地,十字形膜材试件包括顶破区以及与顶破区侧边相接的翼缘;沿垂直于顶破区侧边方向,翼缘分为夹持区和牵引区,夹持区与顶破区的侧边相接;牵引区与所述添加预应力单元连接。
优选地,夹具包括第一至第三固定件和夹具支架;第一固定件和第二固定件用于夹持膜材试件,第一固定件和第二固定件之间设有相互配合的凹凸槽结构;第二固定件设置于夹具支架上并与夹具支架可移动连接,第三固定件设于第一固定件和第二固定件的侧面,第三固定件用于夹持第一固定件和第二固定件。
优选地,第二固定件包括第一下盖板至第四下盖板;第一下盖板至第四下盖板上设有与第一固定件凹凸槽结构对应的凹凸槽结构;第一下盖板至第四下盖板上均设有滑槽结构,且各滑槽长度与各对应盖板长度相等;其中,第二下盖板的第一端设于第一下盖板的第二端滑槽内;第三下盖板的第一端设于第二下盖板的第二端滑槽内;第四下盖板的第一端设于第三下盖板的第二端滑槽内;第一下盖板的第一端设于第四下盖板的第二端滑槽内。
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