专利汇可以提供一种测试柔性材料表面摩擦力的测试装置及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 一种测试柔性材料表面 摩擦 力 的测试装置及方法,属于材料性能测试技术领域;所要解决的技术问题是提供了操作方便、成本节约并且测试 精度 高的测试柔性材料表面 摩擦力 的测试装置及方法;解决该技术问题采用的技术方案为:本装置包括拉伸试验机、上圆柱棒、长方形槽、下圆柱棒、砝码和计算机,上圆柱棒和下圆柱棒的底面与长方形槽的的同一个内侧面固定相连,拉伸试验机的上部拉伸端通过第一拉力线与试件的上端相连,试件的上部与上圆柱棒的右侧环绕,试件的下部与下圆柱棒的左侧环绕,试件的下端通过第二拉力线与砝码或拉伸试验机的底部支座相连,拉伸试验机内的 传感器 与计算机相连;本发明可广泛应用于柔性材料表面的摩擦力测量领域。,下面是一种测试柔性材料表面摩擦力的测试装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种测试柔性材料表面摩擦力的方法,通过一测试柔性材料表面摩擦力的测试装置进行测试,该装置包括拉伸试验机、上圆柱棒(3)、长方形槽(4)、下圆柱棒(6)、砝码(8)和计算机(9),上圆柱棒(3)和下圆柱棒(6)的底面与长方形槽(4)的同一个内侧面固定相连,拉伸试验机的上部拉伸端(1)通过第一拉力线(2)与试件(5)的上端相连,试件(5)的上部与上圆柱棒(3)的右侧环绕,试件(5)的下部与下圆柱棒(6)的左侧环绕,试件(5)的下端通过第二拉力线(7)与砝码(8)或拉伸试验机的底部支座相连,拉伸试验机内的传感器与计算机(9)相连,计算机(9)用于显示拉伸试验机的上部拉伸端(1)上升的距离、时间和拉力大小变化的数据;其特征在于,包括以下步骤:
S1.将上圆柱棒(3)和下圆柱棒(6)固定在长方体槽中,拉伸试验机的上部拉伸端(1)通过第一拉力线(2)与试件(5)的上端相连,试件(5)的上部与上圆柱棒(3)的右侧环绕,试件(5)的下部与下圆柱棒(6)的左侧环绕,试件(5)的下端通过第二拉力线(7)悬挂砝码(8),拉伸试验机内的传感器与计算机(9)相连,通过调节上圆柱棒(3)的位置使得第一拉力线(2)与竖直方向呈α角度;
S2.在与上圆柱棒(3)圆心正右边缘点相接触的试件(5)上标记为M点;
S3.在拉伸试验机以恒定速度v拉伸下,经过时间t后,计算机(9)显示出拉伸试验机输出位移和拉力的关系曲线F1(x),同时M点运动到M′点;
S4.测量砝码(8)上升的高度h及上圆柱棒(3)中心O到M′点的距离a;
S5.测量试件的弹性势能ET的变化量:将试件(5)的下端固定在拉伸试验机的底部支座,试件(5)的上端固定在拉伸试验机的上部拉伸端(1),初始时试件(5)处于原长状态,在拉伸试验机作用下,使试件(5)伸长u+s+c-h,式中,u为试件(5)在砝码(8)拉力作用下所产生的变形位移,s表示试件拉伸的直线的长度,c表示试件拉伸的弧线的长度,s+c为试件(5)与两个圆柱棒相对滑动的距离,计算机(9)显示出拉伸试验机输出位移和拉力的关系曲线F2(x);
S6.将实验所测得数据v、t、s、h、 a代入下式计算得到摩擦
力f:
上式中, 和 为拉伸试验机连接的计算机(9)输出位移和拉力的
关系曲线的图像面积,分别表示弹性势能ET的变化量和拉力F做的功为WF,ms为试件(5)的质量,mw为砝码(8)的质量,s+c为两个圆柱棒(3,6)与试件(5)相对滑动的距离,利用下式计算:
上式中,R为上圆柱棒(3)半径,H上下两个圆柱棒(3,6)圆心之间的距离;
S7.重复上述步骤多次,求f的平均值
2.根据权利要求1所述的一种测试柔性材料表面摩擦力的测试方法,其特征在于:所述上圆柱棒(3)和所述下圆柱棒(6)同形,所述上圆柱棒(3)和所述下圆柱棒(6)为刚体。
3.根据权利要求1所述的一种测试柔性材料表面摩擦力的测试方法,其特征在于:所述试件(5)采用柔性材料条带,柔性材料条带所用材料为橡胶轮胎、水凝胶、弹性绳、血管、皮肤的一种。
4.根据权利要求1所述的一种测试柔性材料表面摩擦力的测试方法,其特征在于:所述第一拉力线(2)与竖直方向的夹角α的范围为15°到45°。
5.根据权利要求1所述的一种测试柔性材料表面摩擦力的测试方法,其特征在于:所述拉伸试验机的型号为Instron 3343,其应力测量精度为1微牛,位移测量精度为1微米。
6.根据权利要求2所述的一种测试柔性材料表面摩擦力的测试方法,其特征在于:所述上圆柱棒(3)和所述下圆柱棒(6)的所用材料为钢或骨。
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