[发明专利]一种适用于柔性膜材刺破性能的测试装置

说明书

本发明公开了一种适用于柔性膜材刺破性能的测试装置，包括预张力施加系统（16）及单轴加载系统（15）；预张力施加系统（16）包括钢框架（1）、传力螺杆（2）、移动式夹具（3）、高密度弹簧（5）、测力计（6）、穿心螺母（4）、移动式卡钳（11）；单轴加载系统（15）包括加载框架（12）、加载伸缸（13）、导向式刺具连接器（14）、刺具；本发明采用了双向加载方式，可依据实际工程需求，有效模拟柔性膜材实际使用过程中刺破性能的测试，实现任意应力比例、应力水平的双向张拉荷载下柔性膜材刺破性能的研究，显著提高测试结果的科学性及适用性，并且通过测力计可实时记录和观察张力的变化，荷载稳定性、同步性、以及试验可操作性等方面性能优异。

技术领域

本发明涉及柔性膜材力学性能的测试技术领域，具体是一种适用于柔性膜材刺破性能的测试装置。

背景技术

柔性膜材因具有柔韧性、设计灵活及高比强度等优异性能，在国防及民用领域中有广泛的应用，包括防弹衣、装甲板、织物增强头盔等军用领域，以及安全气枕及空间可展开结构（气囊，帆和降落伞等）、张拉及充气膜建筑等民用领域。在实际工程应用中，刺入破坏是一类常见的失效形式，例如弹丸穿刺，膜建筑膜面尖锐物偶然刺破、风致碎片刺破等，因此，掌握柔性膜材刺破力学性能及破坏机理对于提高膜材抗刺破强度、减小偶然刺破的概率、膜材安全性损伤评估非常重要。柔性膜材在建筑邻域使用中往往处于双向张紧的复杂力学状态，尖锐物偶然刺破可能会引起整个膜材的撕裂扩展，严重时甚至导致整个结构的垮塌，对于膜结构的安全性和适用性构成严重的挑战；双向张拉应力状态是柔性膜材的刺破性能关键因素，针对双向张拉荷载下柔性膜材刺破性能的研究意义深远。现如今，国内外关于刺破性能的测试装置较少，且主要集中于单向/无张拉力、或预张力状态不确定的应力情况，而柔性膜材在工程应用中往往处于双向受力的复杂状态，能够实现任意比例、应力水平双向张拉荷载下柔性膜材刺破性能的测试装置缺乏，并且现有装置存在精确性不足、可操作性及适用性欠缺等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于柔性膜材刺破性能的测试装置，实现相关刺破速率范围内任意应力比例、应力水平的双向张拉荷载下柔性膜材刺破性能的测试。

本发明解决的技术问题所采取的技术方案为：