[发明专利]一种纱线弯曲刚度的测量装置及方法

摘要

本发明公开了一种纱线弯曲刚度的测量装置及方法，所述测量装置由质量块、纱线夹具、定滑轮、纱线、压头、支架、底座、单轴拉伸试验机、电脑控制器和CCD相机构成，其中所述单轴拉伸试验机的底座上固定有底座；所述底座上的左右两端分别固定有支架；所述支架的上端安装有定滑轮，纱线夹具固定在支架上；所述纱线穿过纱线夹具和定滑轮；所述质量块与纱线的一端连接；所述压头和单轴拉伸试验机上梁连接；所述电脑控制器与单轴拉伸试验机和CCD相机连接。本发明提供的纱线弯曲性能表征方法简单，突破了各向同性的假设；能够很好地表征纱线弯曲性能的非线性特性。

主权项

一种纱线弯曲刚度的测量方法，其特征在于所述方法利用纱线弯曲刚度测量装置测量纱线弯曲刚度，所述测量装置由质量块、纱线夹具、定滑轮、纱线、压头、支架、底座、单轴拉伸试验机、电脑控制器和CCD相机构成，其中：所述单轴拉伸试验机的底座上固定有底座；所述底座上的左右两端分别固定有支架；所述支架的上端安装有定滑轮，纱线夹具固定在支架上；所述纱线穿过纱线夹具和定滑轮；所述质量块与纱线的一端连接；所述压头和单轴拉伸试验机上梁连接；所述电脑控制器与单轴拉伸试验机和CCD相机连接；具体测量步骤如下：(1)在单轴拉伸试验机底座上安装底座；(2)将纱线夹具固定在支架上；(3)纱线穿过纱线夹具和定滑轮，通过位于底座左端的纱线夹具固定纱线左端；(4)纱线右端连接一定质量的质量块，通过位于底座右端的纱线夹具固定纱线右端；(5)开动单轴拉伸试验机，调整单轴拉伸试验机参数；(6)调整压头的高度至接触纱线的跨中部位；(7)设置CCD相机；(8)单轴拉伸试验机进行加载，同时CCD相机开始拍摄纱线弯曲形态；(9)停止加载，对CCD相机拍摄照片进行分析，获取纱线在不同弯曲角时的弯曲形态，从而确定纱线的弯曲刚度；所述确定纱线弯曲刚度的隐式公式如下：y=(-T1l4T2-h2+T12T2f(T0,θ)T2)exT2f(T0,θ)+(-T1l4T2-h2-T12T2f(T0,θ)T2)e-xT2f(T0,θ)+(-T1xT2+T1l2T2+h),]]>其中：h为跨中挠度，θ为纱线端部弯曲角，l为纱线跨距；x为纱线中的一个质量微元的横坐标，y为该质量微元的纵坐标，截面弯矩为M(x，y)，T为跨中平衡力，T0为预拉伸力，T1和T2为跨中平衡力T在Y方向和X方向的分力，f(T0，θ)为弯曲刚度。