[发明专利]一种软物质表面破坏强度测试装置及其测试方法

说明书

本发明公开了一种软物质表面破坏强度测试装置及其测试方法，该测试装置包括准静态加载装置、安装于其上的检测装置，所述检测装置包括刺头及与刺头连接的力、位移传感器，所述刺头通过设置于准静态加载装置上的夹头固定，其包括固定端和工作端，其工作端在测试时以恒定速度压入直至刺破被测软物质表面，所述软物质为处于固体和理想流体之间的物质，其置于所述检测装置下方的样品台上。本发明具有构造简单、操作便捷、上手难度低、制作成本低、应用范围广、可测试物体尺寸范围大等优点，同时有效地减小了软物质表面破坏强度测试中应力集中对实验结果的影响，提高了测试精度。

技术领域

本发明涉及软物质测试领域，特别涉及一种软物质表面破坏强度测试装置及其测试方法。

背景技术

软物质的研究一直以来都是一项比较热门的领域。对该领域的深入研究，对生物、医学、化学、生命科学以及环境等领域都具有重要的意义。随着科技的进步，实验与测试手段也日新月异，这大大加速了软物质的研究进程。

在软物质的研究或应用过程中，往往无可避免地要对其力学特性，特别是其表面强度，进行测试和分析。然而软物质同时具有固体和流体的特性，传统的测试方法已经无法满足软物质表面强度的测试。

公开号为CN104535415A的发明专利公开了一种软物质与实验力学技术领域内的生物软组织力学性能测试夹持装置，其包括真空控制回路、空气缓冲器和试验夹具等，基于真空吸附的试验夹具利用外界大气压和上、下夹头L型内腔负压间的压差作用，将生物软组织样品吸附在夹头上，往复运动试验机通过夹具向软组织样品施加静、动态载荷，进行力学性能测试。该发明将生物软组织样品吸附夹头上，可提高动物软组织样品力学性能参数测试的准确性。但同时，由于上述装置通过动态拉伸测试生物软组织的力学性能，使得其可测试范围狭窄，测试对象不具有普适性，软组织样品安装过程步骤繁多且操作要求高，不便于快速测试，该发明为一种生物软组织夹持、力学性能测试装置，而非软物质表面强度测试装置。

目前，还没有一种简单便捷且精确度高的装置和方法来测试软物质表面强度。因此，一种简单便捷且精度较高的测试装置和测试方法对于软物质的研究具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单便捷且精度较高的软物质表面破坏强度测试装置和测试方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种软物质表面破坏强度测试装置，包括准静态加载装置、安装于其上的检测装置，所述检测装置包括刺头及与刺头连接的力、位移传感器，所述刺头通过设置于准静态加载装置上的夹头固定，其包括固定端和工作端，其工作端在测试时以恒定速度压入直至刺破被测软物质表面，所述软物质为处于固体和理想流体之间的物质，其置于所述检测装置下方的样品台上。

作为上述技术方案的改进，所述准静态加载装置包括基座及电动平移台，所述准静态加载装置连接有控制装置，用于设置并保持恒定准静态加载速度，所述控制装置为平移台控制器，其设置有从微米级到厘米级不等的加载精度。

作为上述技术方案的改进，所述夹头固定于所述电动平移台上，其设置有用于调节其钳口间距的旋紧装置，以便夹持刺头。

作为上述技术方案的改进，所述刺头为柱体，其上端固定端为方形，便于被夹头固定，下端工作端为半球形。

作为上述技术方案的改进，所述软物质包括人工制造的软物质以及天然形成的软物质。

作为上述技术方案的改进，所述检测装置检测并记录刺头工作端位移及其所受被测软物质表面反作用力信息，并将该信息输出至外接设备。

作为上述技术方案的改进，所述检测装置以刺头工作端刚刚接触到被测软物质表面且其工作端所受被测软物质表面反作用力为零时作为起点，开始记录力、位移信息。