[发明专利]一种弹性模量测量方法及系统

权利要求书

1.一种弹性模量测量方法，其特征在于，用于测量超弹性薄膜，所述弹性模量测量方法包括：

以待测薄膜的圆心为中心，对所述待测薄膜开孔；

根据所述待测薄膜的孔的半径选择压头；

将所述待测薄膜固定在底座上，使所述压头与所述待测薄膜的中心对齐；

控制所述压头下压所述待测薄膜，记录所述待测薄膜所能承受的最大压头载荷；

基于所述最大压头载荷计算获得所述待测薄膜的弹性模量。

2.根据权利要求1所述的弹性模量测量方法，其特征在于，所述基于所述最大压头载荷计算获得所述待测薄膜的弹性模量包括：

通过所述待测薄膜的孔的半径、所述压头的半径、所述待测薄膜的厚度和所述最大压头载荷反演计算所述待测薄膜的弹性模量。

3.根据权利要求2所述的弹性模量测量方法，其特征在于，所述通过所述待测薄膜的孔的半径、所述压头的半径、所述待测薄膜的厚度和所述最大压头载荷反演计算所述待测薄膜的弹性模量包括：

其中，μ表示所述待测薄膜的弹性模量，F_m表示所述待测薄膜的最大压头载荷，R_I表示所述压头的半径，H₀表示所述待测薄膜的厚度，f_m(η)表示关于所述最大压头载荷和所述压头的半径的函数。

4.根据权利要求3所述的弹性模量测量方法，其特征在于，所述通过所述待测薄膜的孔的半径、所述压头的半径、所述待测薄膜的厚度和所述最大压头载荷反演计算所述待测薄膜的弹性模量还包括：

f_m(η)通过如下公式计算：

f_m(η)＝8.27e^-4.82η，

其中，η表示所述待测薄膜的孔的半径和所述压头的半径的比值。

5.根据权利要求1-4任一项所述的弹性模量测量方法，其特征在于，所述控制所述压头下压所述待测薄膜，记录所述待测薄膜所能承受的最大压头载荷包括：

控制所述压头下压；

当所述待测薄膜受到所述压头的压力而失稳时，停止下压所述压头；

记录所述压头的下压力，将所述下压力作为所述待测薄膜的最大压头载荷。

6.根据权利要求5所述的弹性模量测量方法，其特征在于，所述控制所述压头下压包括：

所述压头下压至接触待测薄膜后，均匀增加所述压头的下压力。

7.根据权利要求5所述的弹性模量测量方法，其特征在于，所述根据所述待测薄膜的孔的半径选择压头包括：

所述待测薄膜的孔的半径与所述压头的半径之间的比值大于0.1且小于0.5。

8.一种弹性模量测量系统，其特征在于，用于实现权利要求1-7任一所述的弹性模量测量方法，所述弹性模量测量系统包括底座(4)、压头(2)、第一垫片和第二垫片(3)；

所述压头(2)包括连接部、延长部和接触部，其中，所述接触部为半球体；

所述底座(4)、所述第一垫片和所述第二垫片(3)均包括至少两个相互配合的定位孔，用于配合螺栓固定待测薄膜。

9.根据权利要求8所述的弹性模量测量系统，其特征在于，还包括磁性部(1)，所述磁性部(1)与所述连接部磁性连接，所述底座(4)还包括镂空的观察窗。

10.根据权利要求8所述的弹性模量测量系统，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置与所述压头(2)电连接，所述控制装置用于控制所述压头(2)下压所述待测薄膜，记录所述待测薄膜所能承受的最大压头载荷；所述控制装置还用于基于最大压头载荷计算获得待测薄膜的弹性模量。