[发明专利]一种物料压缩过程内部力学行为检测方法

说明书

本发明属于物料测试技术领域，特别涉及一种物料压缩过程内部力学行为检测方法。本方法借助各类传感器与微型控制单元对压缩过程物料力学行为动态监测，其中薄膜压力传感器粘贴至压缩装置的压缩板与移动板上，负荷传感器与固定板相连，可测取压力信号；位移传感器监测移动板位移情况，经测控系统传输至微型控制单元处理，由计算机输出数据，实现物料压缩过程中内部力学特性动态监测，为研究与分析物料压缩过程及压缩后物料内部力学行为提供参考；本发明提供的方法，操作简单，具有较好的互换性，配合现有动力装置，可有效测取其压缩过程中的内、外部力学行为，对研究物料，特别是农业纤维物料压缩成型机理、流变学行为具有重要的意义。

技术领域

本发明属于物料测试技术领域，特别涉及一种物料压缩过程内部力学行为检测方法。

背景技术

我国是农业大国，各类散装物料资源丰富，对物料压缩成型是解决此类物料运储的有效方式。为研究物料压缩成型机理，需测取物料压缩过程中应力与应变是研究物料压缩成型的关键。目前现有仅少量设备仪器能完成物料的大行程、高压缩比压缩成型，压缩装置及检测方法仅能测取压缩过程中物料表层应力情况，其内部的应力及应变情况很难测取，在一定程度上制约着学者研究物料压缩成型机理的进程。因此设计开发一种测取物料压缩时内部力学行为的检测装置与方法十分有必要。

描述压缩过程中内部物料基本力学行为的量主要有应力（压力）与应变（变形位移），应力（压力）可由压力传感器测取或转换，应变（变形位移）可由位移传感器测取或转换。

发明内容

如前所述，为了解决现有技术中存在的对散装物料压缩过程中内部力学行为难测取的问题，导致对物料压缩成型机理研究不清，本发明提出了一种物料压缩内部力学行为的检测方法，配合辅助动力装置，以测取散装物料压缩过程中力学行为。

本发明公开一种物料压缩过程内部力学行为检测方法，包括以下步骤。

（1）搭建压缩装置：为测取物料压缩内部力学行为，搭建压缩装置及配套动力输出装置，包括动力输出装置、压缩装置、测控系统，其中压缩装置主要包括移动架，负荷传感器，固定板，压缩腔室，薄膜压力传感器，移动板，压缩板，撑杆，底板，激光位移传感器。

（2）选取需测定位置：为测取物料压缩时表层及内部的压力与变形情况，选取压缩腔室表层的压缩板与固定板，内部的移动板作为测定对象，其中固定板仅测取压缩时的压力情况，压缩板与移动板测取压缩时压力与位移情况，其中压缩板的位移变化情况可由配套动力输出装置运动情况输出。

（3）粘贴与安装传感器：利用速干胶将薄膜压力传感器牢固粘贴至移动板与压缩板上；负荷传感器与固定板通过顶杆B螺纹连接，并一同由螺纹固定安装于移动架上；撑杆通过螺纹安装并固定在移动板上，其上有位移检测片。

（4）准备工作：将固定板移动至与压缩腔室右端面平齐并固定，设定需监测腔内的位置，根据设定位置及压缩腔室的尺寸分别计算出所加入物料的质量，并按‘物料-移动板-物料···物料’交替的顺序依次加入所测物料并调整多个移动板的初始位置，最后移动压缩板与压缩腔室左端面平齐。

（5）压缩过程：检查各处安装与装填无误后，开启系统总电源，设定动力装置（1）的运行输出模式及运行（压缩）速度，直至动力装置（1）完成整个压缩过程。

（6）采集数据：借助搭建的测控系统（3），由负荷传感器（202）采集固定板实时压力情况，薄膜压力传感器（205）采集移动板（206）与压缩板（207）实时压力情况，激光位移传感器（212）采集移动板（206）实时位移情况，动力输出装置（1）输出的位移即为压缩板（207）的实时位移，依靠计算机将采集的压力与位移数据输出为文本格式，供试验人员进行后续进一步分析。

进一步地，所述步骤（2）、（3）的薄膜压力传感器均采用5点均布粘贴，采集数据时取其平均值作为该测试板的实际压力值，其中压缩板（207）均贴至靠近压缩腔室内侧面，移动板（206）两面均需粘贴。