[发明专利]摩擦系数测量装置及其方法

说明书

本发明提供一种摩擦系数测量装置及摩擦系数测量方法，所述摩擦系数测量装置包括支撑外管、弹性圆环、夹具、拉力传感器和驱动器，支撑外管用于固定管子，管状织物可套在管子的外壁上，弹性圆环用于在管状织物上施加正压力，夹具一端与管状织物连接，夹具的另一端与拉力传感器连接，驱动器的驱动端与拉力传感器连接。本发明的摩擦系数测量装置能真实地反映出管状织物与管子外壁的接触状态。

技术领域

本发明涉及纺织测量技术领域，特别涉及一种摩擦系数测量装置及其方法。

背景技术

采用高强纤维，如芳纶、碳纤维、玻璃纤维等制成的管状织物因具有质量轻、耐疲劳性能优异、比刚度与比强度高、耐腐蚀性能好等优点，而被广泛用作工程上的基本构件。管状织物简称管织物，可应用于制作各种输送管道、罩壳、衬套、耐高温隔热管等产品，另外，在航空航天、能源输送、环境保护、化学化工、生物化工、医学等众多领域也有着较好的应用前景。管织物作为输送管道或衬套、罩壳等产品时，要外套或内衬于管子中，然而外套和内衬均会对管壁产生压力，从而导致管织物在管壁上抽拔时产生摩擦阻碍作用。管织物与管壁的这种摩擦特性直接影响管织物实际使用过程中拉伸性能的发挥，影响到载荷的传递和使用工况的稳定性，因此基于管织物特点研究界面摩擦作用具有十分重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种摩擦系数测量装置，能测量管状织物与管子外壁的摩擦系数，可更真实地反映出管状织物与管子外壁的接触状态。

一种摩擦系数测量装置，用于测量管子与管状织物之间的摩擦系数，摩擦系数测量装置包括支撑外管、弹性圆环、夹具、拉力传感器和驱动器，支撑外管用于固定管子，管状织物可套在管子的外壁上，弹性圆环沿着管子的周向设置，弹性圆环用于在管状织物上施加已知正压力，夹具一端与管状织物连接，夹具的另一端与拉力传感器连接，驱动器的驱动端与拉力传感器连接。

进一步的，上述驱动器包括气缸和活塞杆，该活塞杆的一端设置在该气缸内，该活塞杆的另一端固定有活动台，该拉力传感器与该活动台连接。

进一步的，上述摩擦系数测量装置还包括支撑座，该支撑座上设有通孔，该支撑外管的一端固定在该支撑座上，该支撑外管容置该管子的管道与该通孔对应，该支撑座内具有容置腔，该驱动器设置在该容置腔内，该活动台的周缘与该容置腔的腔壁接触。

进一步的，上述容置腔的腔壁上设有滑动导轨，该滑动导轨的长度方向平行于该活动台的移动方向，该活动台的周缘设有与该滑动导轨配合的滑槽。

进一步的，上述管子的端部设有挡块，该管子设置在该支撑外管的管道内，该挡块抵靠在该支撑外管的端部，该管子与该支撑外管之间通过螺栓紧固连接。

进一步的，上述摩擦系数测量装置还包括气囊，该气囊设置在该管状织物内，该气囊和该管状织物可设置在该管子的内壁上，该气囊用于在该管状织物上施加已知正压力。

本发明还提供一种摩擦系数测量方法，该方法利用上述的摩擦系数测量装置，该方法用于测量管子的外壁与管状织物之间的外壁摩擦系数，该方法包括：

将管子固定在该支撑外管内；

将管状织物套在该管子的外壁上；

利用驱动器拉动该管状织物脱离该管子，使拉力传感器获得第一拉力值N₁；

将该管状织物套在该管子的外壁上，并将弹性圆环套置在该管状织物上，使该弹性圆环在该管状织物上施加已知正压力；

利用驱动器拉动该管状织物脱离该管子，使该拉力传感器获得第二拉力值N₂，该第二拉力值N₂与该第一拉力值N₁的差值为该弹性圆环的正压力所产生的摩擦力F_m，根据该第二拉力值N₂与该摩擦力F_m计算获得该管子的外壁与该管状织物之间的摩擦系数μ_m1。