一种碳纤维摩擦系数测试装置和方法
专利汇可以提供一种碳纤维摩擦系数测试装置和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 碳 纤维 摩擦系数 测试装置和方法，包括 电机 控制箱、摩擦辊控制箱和负荷相等的一对张 力 夹，所述电机控制箱内部放置有电机，所述摩擦辊控制箱上设有可电磁加热的摩擦辊，所述摩擦辊通过传动杆和所述电机相连，所述电机驱动所摩擦辊进行转动， 碳纤维 悬挂在所述摩擦辊上，所述 张力 夹包括第一张力夹和第二张力夹，分别悬挂设置在所述碳纤维的两端，所述第二张力夹连接力 传感器 ，所述力传感器连接计算机。本发明的主要测试步骤包括：设定测试前的各个技术参数，在设定 温度 下测试各种碳纤维，通过连接计算机可实时显示 摩擦力 与时间的变化曲线，自动分析碳纤维的摩擦系数，测试 精度 高，操作简便、快捷。，下面是一种碳纤维摩擦系数测试装置和方法专利的具体信息内容。
1.一种碳纤维摩擦系数测试装置，其特征在于：包括电机控制箱、摩擦辊控制箱和负荷相等的一对张力夹，所述电机控制箱内部放置有电机，所述摩擦辊控制箱上设有可电磁加热的摩擦辊，所述摩擦辊通过传动杆和所述电机相连，所述电机驱动所摩擦辊进行转动，碳纤维悬挂在所述摩擦辊上，所述张力夹包括第一张力夹和第二张力夹，分别悬挂设置在所述碳纤维的两端，所述第二张力夹连接力传感器，所述力传感器连接计算机。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维摩擦系数测试装置，其特征在于：所述电机控制箱箱体上设有电源按钮以及电机控制面板，所述电机控制面板包括可设定、调节并显示电机转速的一号LED显示屏。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维摩擦系数测试装置，其特征在于：所述摩擦辊控制箱的箱体上设有电源开关和温度控制面板，所述温度控制面板包括可设定、调节并显示摩擦辊温度的二号LED显示屏，其中所述摩擦辊的温度设置最高为150℃，精度0.5℃。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维摩擦系数测试装置，其特征在于：所述摩擦辊为金属材质，表面镀铬，直径50mm，长度200mm，表面粗糙度Rmax为3μm，摩擦辊转动过程中径向摆动量不大于0.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维摩擦系数测试装置，其特征在于：所述电机的转速范围为0 1000r/min。
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6.根据权利要求1所述的一种碳纤维摩擦系数测试装置，其特征在于：所述力传感器的力值分辨率小于0.25×10-3cN，力值测定范围大于1000×10-3cN，测定的负荷信号传输于计算机，数据经分析处理后输出于显示器或打印机。
7.根据权利要求1所述的一种碳纤维摩擦系数测试装置，其特征在于：所述张力夹负荷为100×10-3cN、200×10-3cN、500×10-3cN中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种碳纤维摩擦系数测试装置的测试方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
（1）测试之前先将碳纤维摩擦系数测试装置固定于水平桌面上，维持测试房间温度和湿度恒定，室温为20℃±2℃，相对湿度为45%±3%；
（2）打开电源开关，调节摩擦辊温度控制面板，选定一个特定的温度，状态维持5分钟；
（3）取一段长约20cm的平整的碳纤维丝束，悬挂于电磁加热摩擦辊上，使两端下垂的长度相等，将等负荷的第一张力夹和第二张力夹悬挂于碳纤维丝束两端，其中第二张力夹与力传感器连接相固定；
（4）打开电源按钮，调节电机控制面板，选定合适的电机转速；
（5）当电机转动时，摩擦辊轴跟着做顺时针做等速回转，由于碳纤维与摩擦辊表面存在着摩擦力，使碳纤维丝束两端的张力不等，分别以f1和f2表示，f为张力夹负荷，其中f1>f2，此时计算机接收到力传感器的负荷信号为f0，则f0=f1-f2，根据欧拉公式，碳纤维在摩擦辊上的摩擦系数可用下式计算：
等式中：f1、f2为摩擦辊两端碳纤维所受的张力；θ为碳纤维与摩擦辊之间的包角；e为自然常数；μ为碳纤维与摩擦辊之间的摩擦系数，
当θ=180°时，θ=π，则
为了便于计算，将自然对数ln 转换成以10 为底的常用对数lg，则可得：
（6）计算机自动分析负荷—时间曲线，得到碳纤维的摩擦力，根据上述公式计算得到碳纤维摩擦系数 。
一种碳纤维摩擦系数测试装置和方法
技术领域
背景技术
发明内容
（2）打开电源开关，调节摩擦辊温度控制面板，选定一个特定的温度，状态维持5分钟；
（3）取一段长约20cm的平整的碳纤维丝束，确保其平整，无翻着、打捻的悬挂于电磁加热摩擦辊上，使两端下垂的长度相等，将等负荷的第一张力夹和第二张力夹悬挂于碳纤维丝束两端，其中第二张力夹与力传感器连接相固定；
（4）打开电源按钮，调节电机控制面板，选定合适的电机转速；
（5）当电机转动时，摩擦辊轴跟着做顺时针做等速回转，由于碳纤维与摩擦辊表面存在着摩擦力，使碳纤维丝束两端的张力不等，分别以f1和f2表示，f为张力夹负荷，其中f1>f2，此时计算机接收到力传感器的负荷信号为f0，则f0=f1-f2，根据欧拉公式，碳纤维在摩擦辊上的摩擦系数可用下式计算：
等式中：f1、f2为摩擦辊两端碳纤维所受的张力；θ为碳纤维与摩擦辊之间的包角；e为自然常数；μ为碳纤维与摩擦辊之间的摩擦系数。
（6）计算机自动分析负荷—时间曲线，得到碳纤维的摩擦力，根据上述公式计算得到碳纤维摩擦系数 。
其中，1-电机控制箱，2-传动杆，3-摩擦辊控制箱，4-碳纤维丝束，5-摩擦辊，6-力传感器，7-第一张力夹，8-第二张力夹，9-温度控制面板，10-电源开关，11-电机，12-电源按钮，
13-电机控制面板，14-计算机，15-显示器，16-打印机。
具体实施方式
（2）打开电源开关10，调节摩擦辊温度控制面板9，选定温度为50℃，状态维持5分钟；
（3）选取同一型号同一批次的HF10-3K-A碳纤维3锭，每锭取一段长20cm的平整的碳纤维丝束4，悬挂于电磁加热摩擦辊[5]上，使两端下垂的长度相等，将负荷为200×10-3cN的第一张力夹7和第二张力夹8分别挂于碳纤维丝束4的两端；
（4）打开电源按钮12，调节电机控制面板13，选定电机转速为30r/min；
（5）当电机如图2所示转动时，摩擦辊轴跟着做顺时针做等速回转，由于碳纤维与摩擦辊表面存在着摩擦力，使碳纤维丝束4两端的张力不等，此时计算机14接收到力传感器6的负荷信号，计算机自动分析负荷—时间曲线，得到上述3段碳纤维的摩擦力，根据公式计算得到碳纤维摩擦系数分别为：
μ1=0.3370、μ2=0.3458、μ3=0.3226，求平均值即得到该锭纤维的摩擦系数μ=0.3351。
（1）测试之前先将碳纤维摩擦系数测试装置固定于水平桌面上，维持测试房间温度和湿度恒定，室温为20℃±2℃，相对湿度为45%±3%；
（2）打开电源开关10，调节摩擦辊温度控制面板9，选定温度为50℃，状态维持5分钟；
（3）选取同一型号同一批次的HF30S-12K-H碳纤维3锭，每锭取一段长20cm的平整的碳纤维丝束4，悬挂于电磁加热摩擦辊5上，使两端下垂的长度相等，将负荷为200×10-3cN的第一张力夹7和第二张力夹8分别挂于碳纤维丝束4的两端；
（4）打开电源按钮12，调节电机控制面板13，选定电机转速为20r/min；
（5）当电机11转动时，摩擦辊轴跟着做顺时针做等速回转，由于碳纤维与摩擦辊5表面存在着摩擦力，使碳纤维丝束4两端的张力不等，此时计算机14接收到力传感器6的负荷信号，计算机自动分析负荷—时间曲线，得到上述3段碳纤维的摩擦力，根据公式计算得到碳纤维摩擦系数分别为：
μ1=0.4435、μ2=0.4577、μ3=0.4228，求平均值即得到该锭纤维的摩擦系数μ=0.4413。
（1）测试之前先将碳纤维摩擦系数测试装置固定于水平桌面上，维持测试房间温度和湿度恒定，室温为20℃±2℃，相对湿度为45%±3%；
（2）打开电源开关[10]，调节摩擦辊温度控制面板[9]，选定温度为120℃，状态维持5分钟；
（3）选取同一型号同一批次的HF40S-12K-G碳纤维3锭，每锭取一段长20cm的平整的碳纤维丝束4，悬挂于电磁加热摩擦辊[5]上，使两端下垂的长度相等，将负荷为500×10-3cN的第一张力夹7和第二张力夹8分别挂于碳纤维丝束4的两端；
（4）打开电源按钮12，调节电机控制面板13，选定电机转速为30r/min；
（5）当电机11转动时，摩擦辊轴跟着做顺时针做等速回转，由于碳纤维与摩擦辊5表面存在着摩擦力，使碳纤维丝束4两端的张力不等，此时计算机14接收到力传感器6的负荷信号，计算机自动分析负荷—时间曲线，得到上述3段碳纤维的摩擦力，根据公式计算得到碳纤维摩擦系数分别为：
μ1=0.3970、μ2=0.4158、μ3=0.4090，求平均值即得到该锭纤维的摩擦系数μ=0.4072。
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