智能束纖維強(qiáng)力儀的成型及其拉伸參數(shù)的探討.pdf

1、國(guó)內(nèi)外束纖維強(qiáng)力測(cè)試儀器的研究進(jìn)展一直很慢。目前國(guó)內(nèi)的束纖維強(qiáng)力儀多為早期的卜氏束強(qiáng)儀。此類強(qiáng)力儀自動(dòng)化程度低、技術(shù)落后、信息量小。澳大利亞CSIRO上世紀(jì)80年代推出的Sirolan-Tensor雖然在自動(dòng)化程度上有所提高，其他變化較小，且因夾持器的問(wèn)題其適用范圍小，基本用于羊毛。美國(guó)的HVI系統(tǒng)雖有束強(qiáng)測(cè)試部分，但僅適用于棉花，而且是該系統(tǒng)的一個(gè)單元。隨著對(duì)纖維原料質(zhì)量要求的定量化和檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化，隨著進(jìn)出口商檢業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，隨著纖維加

2、工中的高效和理性化，對(duì)纖維的客觀、快速、原位、多指標(biāo)、智能化的檢測(cè)成為纖維質(zhì)量評(píng)價(jià)的趨勢(shì)。
　　 應(yīng)該說(shuō)，國(guó)內(nèi)在束纖維強(qiáng)力測(cè)量上，從儀器到方法都基本沿用國(guó)外技術(shù)，這類方法及裝置的基本特征與缺陷已有較明確的認(rèn)識(shí)。這對(duì)研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能與多功能束纖維力學(xué)性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)，以及新測(cè)量理念的引入提供了基礎(chǔ)。本課題在此方面做了努力，研制了智能束纖維強(qiáng)力儀 TMT-FiBTensor，其中加入了準(zhǔn)等張力梳理制樣系統(tǒng)、自動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)和改進(jìn)了

3、夾頭，讓測(cè)量分析不同的纖維束，包括高性能、高強(qiáng)類纖維成為可能；增設(shè)了自動(dòng)稱量系統(tǒng)和自動(dòng)切樣機(jī)構(gòu)，可以快速、精準(zhǔn)、自動(dòng)地完成束纖維線密度分析；引入了CCD高速攝像系統(tǒng)及聲發(fā)射系統(tǒng)，可以在拉伸纖維束的同時(shí)獲得纖維束不同斷裂形態(tài)的聲、像特征，即實(shí)現(xiàn)原位的多元測(cè)量。編制的操作與控制軟件平臺(tái)，可以進(jìn)行多種功能模塊的測(cè)量和進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析、特征值計(jì)算和性能評(píng)價(jià)，這使得該儀器TMT-FiBTensor具備了數(shù)字化和智能測(cè)量的特征。TMT-FiBTe

4、nsor的研制主要實(shí)現(xiàn)的功能和特點(diǎn)為：可對(duì)多種纖維的束纖維做自動(dòng)、低損的夾持，可完成平行纖維束的自動(dòng)制樣，可完成拉伸完束纖維的自動(dòng)切取和稱量，可進(jìn)行自動(dòng)完成一次拉伸檢測(cè)，可自動(dòng)選擇標(biāo)準(zhǔn)化的或最優(yōu)化纖維拉伸參數(shù)及設(shè)置，可在拉伸時(shí)觀察纖維束斷裂形狀，可進(jìn)行束纖維斷裂時(shí)聲發(fā)射的測(cè)量，可對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和后臺(tái)快速處理及打印實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
　　 本文以智能化束纖維強(qiáng)力儀為背景，重點(diǎn)對(duì)智能束纖維強(qiáng)力儀的基本測(cè)量和硬件結(jié)構(gòu)成型，作了基本研究

5、。論文選用高強(qiáng)度易滑移的蠶絲纖維及滌綸纖維束和常規(guī)羊毛與棉花纖維束進(jìn)行了有關(guān)拉伸參數(shù)與試驗(yàn)條件相關(guān)性的測(cè)量驗(yàn)證。其基本結(jié)果為：隨著隔距長(zhǎng)度的增加，纖維束斷裂比功隨著隔距長(zhǎng)度的增加而增加；纖維束的強(qiáng)力峰值伸長(zhǎng)率、比強(qiáng)度隨著隔距長(zhǎng)度的增加有下降的趨勢(shì)；而纖維束的初始模量與隔距長(zhǎng)度呈二次關(guān)系。同時(shí)討論了纖維束的斷裂區(qū)衰減模量的表達(dá)，結(jié)果為：斷裂區(qū)衰減模量隨著隔距長(zhǎng)度的增加而增大；纖維束的斷裂區(qū)衰減模量與初始模量之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。這些結(jié)果與傳