[发明专利]一种束纤维拉压的杠杆式测力装置及用途

说明书

本发明提供了一种束纤维拉压的杠杆式测力装置及用途，包括用于夹持或松开束纤维的定夹持机构和动夹持机构，定夹持机构设于用于实现力传递的受力架上，动夹持机构设于移动架上，测力机构连接受力架，还包括用于驱动移动架移动并测量移动架位移的拉压机构和用于数据采集与控制机构运行的测量控制系统。通过拉压机构驱动移动架，使夹持的束纤维被拉伸或压缩，并由步进电机测得位移量；由支点轴和简支梁组成杠杆式受力机构将束纤维的拉伸或压缩力传递到测力机构，测得束纤维的受力值。该装置不仅可以对束纤维进行拉伸和压缩的同试样测量，而且适用于膜、织物和片状材料。

技术领域

本发明涉及一种束纤维拉压的杠杆式测力装置及用途，属于束纤维力学测量仪器技术领域。

背景技术

由于当今世界经济的飞速发展和科学技术的飞跃进步，各个行业对材料的各种力学性能要求越来越高，相应的提高了对实验仪器性能的要求。特别是对纺织行业，每年纤维总需求量为5000万吨。如何对这些纤维的力学性能进行简单、快速而准确的测量成为重要课题。之前对纤维力学性能的测量仪器大都是针对单根纤维，但对单根纤维测量不仅费时费力、比较繁琐，而且测试结果不能准确全面的反映整个纤维集合体的性能。尤其是对天然纤维，其单纤维强力的离散系数一般比较大，为了得到有意义的平均强力必须测量数百根以上。束纤维强力测试是纤维力学性质测量的一种重要方法，其制样方便，测试快速，可以满足工业化生产中的快速测量的要求，而且它比单纤维强力测试更加方便、快速，可以准确的表征纤维的力学性质。对束纤维进行力学测量，可以从束强曲线上提取相应的特征值，从而可以对纤维的整体性能进行表征，也可以用束强测试来反推单纤维的性质。所以束纤维强力在表征纤维力学性质时比单纤维强力更具优势。

1942年，Pressley发表了关于平行纤维束法强力测试仪的一篇文章标志着束纤维强力测试机构的研究和应用的开始。之后Brown研制了Clemson束强仪和Hertel研制了Stelometer来测量束纤维的断裂强力和断裂伸长，两种仪器都是等负荷拉伸型，被广泛应用在棉纤维和羊毛纤维的强力测试中，但是其缺点是手工操作。

美国农业部和棉花生产者在二十世纪六十年代研制了棉纤维大容量测试系统(HVI)，但是此系统只能应用到棉纤维上。与此同时澳大利亚联邦科学院(CSIRO)研制了一种应用到羊毛纤维的强力机构Sirolan-TENSOR，Sirolan-TENSOR比传统的测试方法更快，实现了对羊毛纤维或者一些其他纤维的束纤维强力测试，但只能用于毛纤维。最近几年，德国的Textechno公司研制了一种更先进的棉束纤维长度分布及强力测试仪FIBROTEST，其测量更快速、方便。国内也由长岭纺机研制了棉纤维大容量测试系统，但在普通束纤维强力仪方面很少有研究。而且这些测试仪器价格比较昂贵，对使用环境、操作维护人员的要求相当高，不适合一般企业的大量使用。

对于测力机构，目前测试纤维拉压性能的测试仪器的测力机构主要是摆锤式(如Y161型单纤维强力仪)、杠杆式(或秤杆式，如Pressley强力仪)和电子强力仪(如XQ-1型纤维强伸度仪)。而摆锤式和杠杆式强力仪只能进行拉伸性能的测试。电子式强力仪的测力机构是在固定梁上装有电阻应变丝，通过应变仪检测电阻应变丝微小变形产生的电阻值来显示出拉伸力的大小。应变丝可以进行拉伸、压缩、弯曲等力学性能的测试，但是只能用于单纤维强力的测量，数据代表性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能快速准确记录数据、结构简单、操作方便、造价低，而且能够测量多种纤维材料的束纤维拉伸压缩力学性能的装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种束纤维拉压的杠杆式测力装置，其特征在于：包括用于夹持或松开束纤维的定夹持机构和动夹持机构，定夹持机构设于用于实现力传递的受力架上，动夹持机构设于移动架上，测力机构连接受力架，还包括用于驱动移动架移动并测量移动架位移的拉压机构和用于数据采集与控制机构运行的测量控制系统；