[发明专利]一种测定膜材料力学性能的装置及采用该装置进行测定的方法

说明书

本发明公开了一种测定膜材料力学性能的装置及采用该装置进行测定的方法，该装置包括主体框架，周向设于主体框架上的夹持装置，设于主体框架上、位于夹持装置上端的加载装置，以及设于主体框架上、位于夹持装置下端的量测装置；测定方法包括采用夹持装置夹持膜材料，通过张拉装置施加张拉力，加载装置为膜材料施加荷载，最后通过量测装置及张拉装置测定结果。本发明的显著优点为该装置能够根据模拟的需要对膜材料表面施加均布力、非均布力，对膜材料施加不同大小的张拉力，从而测得膜材料竖向荷载与竖向位移的关系曲线、单双轴拉伸时的应力应变曲线，进而测得极限强度、弹性模量、泊松比等力学性能。

技术领域

本发明属于材料力学性能检测领域，尤其涉及一种测定膜材料力学性能的装置及采用该装置进行测定的方法。

背景技术

膜材料一般由织物构成，是一种继钢材、混凝土、木材、玻璃之后新兴的建筑材料。膜材料具有质轻、高强、连接可靠等性能，使得其在建筑中得以广泛的使用。近年来，随着各类大跨空间结构的不断出现，膜材料也随之得以推广应用。伴随着科学技术的进步，各种新型的膜材料层出不穷，为了适应不同的气候条件，检测膜材料的仪器也层出不穷，例如UTM4000系列电子万能试验机等。但目前并没有一种仪器可以同时对膜材料在不同表面压力、张力下的位移膜体变形进行系统、全面的测定。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种测定膜材料力学性能的装置，该装置能够根据模拟的需要对膜材料表面施加均布力、冲击荷载或非均布力，膜材料竖向荷载与竖向位移的关系曲线、单双轴拉伸时的应力应变曲线。

本发明的第二目的是提供一种采用该测定装置进行测定的方法。

技术方案：本发明测定膜材料力学性能的装置，包括主体框架，周向设于主体框架上的夹持装置，设于主体框架上、位于夹持装置上端的加载装置，以及设于主体框架上、位于夹持装置下端的量测装置；所述主体框架上还设有为膜材料提供张拉力并测定大小的张拉装置。

进一步说，本发明的张拉装置包括动力装置，一端与动力装置相连、另一端与夹持装置相连的张拉构件及设于张拉构件上的拉力传感器。

再进一步说，主体框架的水平向上设有使得夹持装置移动的拉力滑轨。拉力滑轨上设有记录夹持装置位移的位移传感器。主体框架的竖向设有使得加载装置移动的加载滑轨。

更进一步说，本发明的夹持装置包括上夹板、下夹板、合力夹板、连接上夹板和下夹板的转动轴及设于转动轴两端的端头，所述合力夹板与张拉构件相连接。优选的，上夹板及下夹板采用凹凸槽咬合，以确保稳固夹持膜材料。

本发明的加载装置包括与加载滑轨连接的、上端开口的加载空间，该加载空间内设有若干用于放置加载材料的隔间。

本发明的量测装置从下至上依次包括底板、伸缩支撑架、仪器支架及量测仪器。

本发明采用上述装置进行测定的方法，包括如下步骤：首先采用夹持装置夹持膜材料，通过张拉装置施加张拉力、通过加载装置为膜材料施加荷载，最后通过量测装置及张拉装置测定结果。

有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：该装置结构简单、操作方便、测量参数多、加载方式多样，能够对膜材料施加冲击荷载及不同大小的张拉力，测得冲击作用下或者对应张拉力作用下位移时程曲线；采用该装置进行测定时能够根据模拟的需要对膜材料表面施加均布、非均布力、对膜材料施加不同大小的张拉力，从而测得膜材料竖向荷载与竖向位移的关系曲线、单双轴拉伸时的应力应变曲线，进而测得极限强度、弹性模量、泊松比等力学性能。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明主体框架的结构示意图；

图3为本发明夹持装置的结构示意图；

图4为本发明加载装置的结构示意图；