[发明专利]双端夹持三弯曲法纤维材料抗弯力测试装置及方法

说明书

本发明涉及一种双端夹持三弯曲法纤维材料抗弯力测试装置及方法。该测试装置包括，具有钳口的分别用于夹持试样上端和下端的上夹持器和下夹持器；固定在试样下端并使试样在其重力作用下承受初张力伸直的配重；该下夹持器由驱动机构驱动上下移动，下夹持器在向上移动过程中被夹持在上夹持器和下夹持器之间试样可形成三弯曲形态；该上夹持器连接测力传感器。该测试装置结构简单、操作方便，使用该装置的测试方法大大提高了测试结果准确度、测试效率和实际推广应用的可能性，成功地解决了纤维材料抗弯力测试的问题。

技术领域

本发明属于纤维材料测试仪器及测试方法领域，特别是一种双端夹持三弯曲法纤维材料抗弯力测试装置及方法。它适用于化纤长丝、光纤、毛发和短纤维等抗弯力品质检验、产品质量控制以及研究机构对各类新型纤维材料的弯曲性能分析研究。

背景技术

纤维材料在加工及其制成品在使用中都会受到弯曲力作用，产生弯曲变形。在服用纺织行业中，织物中长丝或纱线使用时受到弯曲变形影响织物的手感柔软性和风格；在家纺行业中，长丝切断成短纤维用作填充物为外部面料包覆，使用中受外力作用纤维反复弯曲形变，当纤维弯曲回复性差时会产生永久变形，例如劣质枕头用久塌陷以致无法正常使用；在印刷行业丝网印刷过程中，网内的化纤长丝受力产生弯曲变形影响印刷质量。此外在光纤、牙刷、毛刷等生产领域中纤维材料抗弯性能直接影响到纤维材料制品使用中的软硬程度，因此研究纤维材料抗弯力测试方法及其测试装置有重要意义。

目前一般材料试样弯曲性能测试方法有悬臂梁法、心形法、三点法或四点法等。悬臂梁法只适用于硬挺度大的材料试样，不能用于测量较为柔软的纤维材料试样抗弯性能；心形法常用于织物抗弯刚度的测试，但用此方法来测试纤维材料抗弯性能时，由于纤维材料纤细而柔软，较难使纤维材料试样形成一个心状环并测量其抗弯力；三点法或四点法一般用来测量硬质材料的弯曲刚度，对于柔性材料纤维在试样制备、试样放置固定、外力作用点滑移等方面存在问题，其研究仍处于探索阶段。国内曾有上海中晨数字技术设备有限公司研制的JQ03D单纤维拉伸与压缩弯曲仪，对纤维弯曲测试方法作了研究，其特征为采用测试纤维弯曲方法为纤维一端固定，另一端自由转动，称之为“一个半弯曲”的轴向压缩弯曲法，该方法存在的问题是纤维一端刺入微孔平台时可能发生滑移，纤维铰链端位置难以确定以及固定端伸出的纤维可能发生歪斜等，使铰链端和固定端间纤维试样的长短不一，导致纤维弯曲性能测量结果出现偏差，影响测试结果准确性和稳定性而未能实际推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双端夹持三弯曲法纤维材料抗弯力测试装置及方法，它主要解决上述现有技术所存在的技术问题, 该装置结构简单、操作方便，大大提高了测试结果准确度、测试效率和实际推广应用的可能性，成功地解决了纤维材料抗弯力测试的问题。

为实现上述目的，本发明是这样实现的：

一种双端夹持三弯曲法纤维材料抗弯力测试装置，其特征在于：它包括，具有钳口的分别用于夹持试样上端和下端的上夹持器和下夹持器；固定在试样下端并使试样在其重力作用下承受初张力伸直的配重；该下夹持器由驱动机构驱动上下移动，下夹持器在向上移动过程中被夹持在上夹持器和下夹持器之间试样可形成三弯曲形态；该上夹持器连接测力传感器。

所述的双端夹持三弯曲法纤维材料抗弯力测试装置，其特征在于：该配重为张力夹。

所述的双端夹持三弯曲法纤维材料抗弯力测试装置，其特征在于：该下夹持器的驱动机构包括步进电机、步进驱动器、螺块、丝杆；该步进电机由步进驱动器驱动旋转；该步进电机进一步连接丝杆并驱动丝杆旋转；该丝杆连接螺块，螺块可随着丝杆的旋转上下移动；该滑块连接下夹持器。

所述的双端夹持三弯曲法纤维材料抗弯力测试装置，其特征在于：下夹持器具有向下移动的极限位置，该极限位置为初始位置，该初始位置时，对应的螺块移动位置处设有限位器。

所述的双端夹持三弯曲法纤维材料抗弯力测试装置，其特征在于：该测力传感器通过放大电路连接控制器，该控制器同时还连接控制步进驱动器。