[实用新型]柔性织物纱线拔出实验装置

说明书

柔性织物纱线拔出实验装置，属于柔性织物纱线拔出评价的技术领域。装置包括刚性框架、夹持卡具、滑轨、滑块、预紧力施加机构和插栓。织物试件被夹持卡具夹持，通过压紧螺栓夹紧，夹持卡具移动端通过滑轨与刚性框架相连。夹持卡具的织物夹持面固定有摩擦副，保证在纱线拔出过程中织物不会发生滑脱。夹持卡具移动端和滑块一起安装在刚性框架上，沿滑轨方向移动，以便对织物施加预紧力，并保证织物试件受力均匀。柔性织物试件被夹持好后可以通过预紧力施加机构加载面内预紧力，通过旋转螺块压缩弹簧为织物提供预紧力，力传感器用来测量预紧力大小，并在实验过程中实时记录预紧力的变化情况，对于织物面内受力情况具有重要意义。

技术领域

本项发明涉及柔性织物纱线拔出实验装置，其属于柔性织物纱线拔出评价的技术领域。

背景技术

平纹防弹织物在弹道侵彻过程中，弹头的动能耗散方式主要有以下几种方式：

1)纱线应变能；弹道侵彻过程中由于防弹织物纱线弹塑性变形产生应变所消耗的能量。

2)纱线拔出摩擦力耗能；在弹道冲击的过程中，与弹头直接接触的主要纱线会发生从织物中抽出的过程，在此过程中抽出纱线与织物其他纱线之间的摩擦力耗能也是弹头动能耗散一个重要方式。

3)织物的动能；柔性织物在弹道侵彻过程中弹头与织物纱线接触使得织物纱线获得动能，弹头的动能传递给织物，从而使得弹头动能减小，是弹头能量耗散的又一个重要方式。

根据防弹织物弹道侵彻过程中弹头能量耗散的几种方式可以看出，纱线从织物中拔出时的摩擦力耗能是一种重要的能量耗散方式，但是弹道侵彻过程十分迅速，无法单独对纱线抽出过程中的摩擦力耗能及织物力学响应进行研究，而防弹织物纱线拔出模型化方法是研究纱线拔出过程中的摩擦滑移与剪切变形的一种有效方式，对研究纱线拔出过程中的摩擦力耗能及织物整体力学响应具有重要意义。本项发明装置的提出为纱线拔出实验提供实验装置，也为纱线拔出实验面内位移的测量提供数字图形相关的光学测量方法。

发明内容

根据柔性织物纤维拔出实验要求，设计一种与拉伸试验机相匹配的柔性织物纱线拔出实验装置，涉及防弹织物弹道侵彻实验纱线拔出模型化方法，建立平纹柔性织物纱线拔出实验中摩擦滑移与剪切变形的评价体系，并且配合数字图像相关光学测量方法，识别织物面内事先预制的标记点，实验过程中记录面内标记点的位移，综合试验机载荷位移数据以及力传感器记录的预紧力变化情况，综合评价防弹织物纱线拔出过程中织物整体力学性能。

本发明采用的技术方案为：柔性织物纱线拔出实验装置，它包括刚性框架和夹持卡具固定端，该装置还包括预紧力施加机构和夹持卡具移动端；所述夹持卡具固定端设置在刚性框架的一端，夹持卡具移动端设置在刚性框架的滑轨上；所述夹持卡具固定端包括上压板、内部夹持板和下压板，上压板还设置有压紧螺栓；所述夹持卡具移动端包括固定在滑块上的夹持区和连接板，夹持区包括自上而下设置的上压板、内部夹持板和下压板，滑块带动夹持卡具移动端沿滑轨滑动；所述预紧力施加机构采用传动杆穿过刚性框架连接至连接板上，传动杆的刚性框架外侧设置力传感器和螺块，力传感器和螺块之间设置弹簧；传动杆上设置螺纹，螺块与传动杆进行螺纹传动；所述刚性框架上还通过插栓固定螺栓固定有插栓，在插栓对侧的刚性框架上设有受拉纱线预留口。

内部夹持板和下压板上设置有用于增加摩擦力的摩擦副。

柔性织物纱线拔出实验装置的工作方法，包括以下步骤：

1）在织物试件上做标记点：将特定尺寸的柔性织物试件分成左右两个区域，在右侧区域横向每隔5mm使用记号笔做一个标记点，纵向每隔5mm也同样做一个标记点，正常尺寸的织物试件一般横向标记8~10个标记点；纵向标记10~15个标记点，这就形成了一个行数在10~15之间，列数在8~10之间的标记点矩阵，利用标记点可以使用数字图像相关光学测量方法进行纤维织物面内位移测量。