[发明专利]一种测量薄膜张力与变形关系的测量平台及测量方法

说明书

一种测量薄膜张力与变形关系的测量平台及测量方法，平台包括：基台、薄膜固定组件、拉伸调节组件和测量组件；基台的安装台面为矩形框结构，拉伸调节组件和测量组件均固定安装在所述矩形框结构上，薄膜固定组件安装在拉伸调节组件上，薄膜固定组件用于薄膜的固定，拉伸调节组件用于调整薄膜固定组件的位置，进而调节薄膜的变形，测量组件用于测量出薄膜固定组件的位移量和薄膜变形量，进而得到薄膜张力与变形之间的关系。基于该平台，还提出了该平台的具体测量方法。该平台可用于薄膜面内横向和纵向两个独立受载时的变形，还可以测量薄膜面内和面外方向独立受载时薄膜的变形量。

技术领域

本发明涉及一种测量薄膜材料所受张力与变形关系的测量平台及测量方法。

背景技术

高空大展弦比太阳能无人机的翼面多采用薄膜作为蒙皮，以轻质高强骨架为主要受力元件，薄膜蒙皮作为维稳外形元件。在此类无人机飞行时，因气动力和机体结构弹性变形的影响，翼面蒙皮受到面内张力和面外拉力的作用，会产生弹性变形。在此类无人机翼面结构装配时，通过对薄膜蒙皮施加面内预变形产生的预紧力来提高薄膜法向变形所需的载荷阈值，减小薄膜受到气动载荷时的面内面外拉压变形。利用此工艺方法来保证无人机在飞行时薄膜蒙皮的法向变形被控制在一定范围内。

因此，必须在无人机结构设计阶段，就须得知薄膜在面内张力与变形的关系及施加法向压力时薄膜张力与法向变形的关系。通过总体系统输入的翼面薄膜法向变形设计指标反推出装配所需的薄膜张力。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种测量薄膜张力与变形关系的测量平台及测量方法，能够测量薄膜面内、面外张力与变形关系。

本发明的技术解决方案是：

一种可测量薄膜张力与变形关系的测量平台，包括：基台、薄膜固定组件、拉伸调节组件和测量组件；

基台的安装台面为矩形框结构，拉伸调节组件和测量组件均固定安装在所述矩形框结构上，薄膜固定组件安装在拉伸调节组件上，薄膜固定组件用于薄膜的固定，拉伸调节组件用于调整薄膜固定组件的位置，进而调节薄膜的变形，测量组件用于测量出薄膜固定组件的位移量和薄膜变形量，进而得到薄膜张力与变形之间的关系。

所述拉伸调节组件包括滑轮组、固定角盒和滑轨；

滑轮组分别固定在所述矩形框结构的长边与短边的中部，用于给薄膜固定组件施加拉伸力，固定角盒分别固定在所述矩形框结构的长边与短边上，用于薄膜固定组件的限位，滑轨安装在所述矩形框结构上，用于薄膜固定组件的横向移动或纵向移动。

所述薄膜固定组件包括两个拉伸横杆和两个拉伸纵杆，薄膜粘接固定在两个拉伸横杆和两个拉伸纵杆上表面，拉伸横杆固定在所述矩形框结构长边的滑轨上，拉伸纵杆固定在所述矩形框结构短边的滑轨上，拉伸横杆在滑轮组施加的拉伸力作用下，沿所述矩形框结构的短边方向移动；拉伸纵杆在滑轮组施加的拉伸力作用下，沿所述矩形框结构的长边方向移动，进而将薄膜拉伸。

所述测量组件包括横向测量尺、安装横梁、法向测量尺和纵向测量尺；安装横梁的两端固定在所述矩形框结构的两个长边上，法向测量尺固定在安装横梁上，用于测量薄膜的法向变形量，横向测量尺固定在所述矩形框结构的长边中央，用于测量拉伸横杆的位移量，纵向测量尺固定在所述矩形框结构的短边中央，用于测量拉伸纵杆的位移量。

所述基台的安装面为水平面。

法向测量尺的顶杆垂直向上，且该顶杆位于所述矩形框结构的中心位置，法向测量尺零位时顶杆的顶端面与所述两个拉伸横杆和两个拉伸纵杆的上表面平齐。

横向测量尺零位时横向测量尺的顶杆顶在拉伸横杆的侧端面上，纵向测量尺零位时纵向测量尺的顶杆顶在拉伸纵杆的侧端面上。