一種測量正交異性膜結(jié)構(gòu)彈性模量的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于力學參數(shù)測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測量正交異性膜結(jié)構(gòu)彈性模量的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]正交異性膜材主要用于建筑結(jié)構(gòu)、電子工業(yè)、生物工程等領(lǐng)域。尤其在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，建筑膜結(jié)構(gòu)所使用的膜材絕大多數(shù)為織物膜材?？椢锬げ挠苫己捅砻娴耐繉咏M成?？椢锬げ牡幕加烧坏慕?jīng)線和瑋線交織而成，在力學性能上表現(xiàn)出強的正交異性特性，即兩個方向上的彈性模量、泊松比等力學參數(shù)不相同。建筑膜結(jié)構(gòu)的剛度是通過給膜材施加預張力來實現(xiàn)的。這種預張力一般沿著正交的兩個主纖維方向施加，而且為了形成各種膜面造型，兩個方向的預張力往往不相等。實際工程中，膜材在正交兩向張力作用下，一般處于彈性范圍。因此，在設(shè)計和計算分析中，正交兩個方向的彈性模量是必須首先要確定的力學參數(shù)。
[0003]目前建筑膜材供應(yīng)商所提供的膜材技術(shù)參數(shù)中，都沒有包含膜材的彈性模量，因此需要設(shè)計者在設(shè)計前對膜材的彈性模量進行測定。對于已建成的膜結(jié)構(gòu)，由于膜材已承受一定的預張力，在使用一段時間之后，膜材會徐變，其彈性模量也會發(fā)生變化。為了防止由于過大的徐變松弛而發(fā)生工程事故，必須準確地分析建成后的膜結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，以便采取有效的措施，比如二次張拉，對膜結(jié)構(gòu)進行調(diào)整。要準確分析已建成膜結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，對建成后的膜結(jié)構(gòu)的膜材彈性模量進行測量也是很有必要的。
[0004]目前普遍采用的測量正交異性膜材彈性模量的方法為單向和雙向拉伸測試方法。該兩種方法都是通過直接測試張拉膜材的拉力和應(yīng)變，再通過計算得到膜材的彈性模量。兩種方法比較直觀，但是由于在測試過程中，需要在膜材表面貼上應(yīng)變片測量膜材的應(yīng)變，而膜材的主要受力部分為膜材的基布，將應(yīng)變片貼在膜材表面，這樣膜材表面的涂層使得測出的應(yīng)變并未真實反映出主要受力部分膜材基布的應(yīng)變。因此該兩種方法測得的應(yīng)變不夠準確，那么最后的彈性模量也不夠準確。同時，單拉伸測試法不能同時測得正交兩向的彈性模量；雙向拉伸測試法也要通過復雜的推導過程才能得到正交兩向的彈性模量。另外，單向和雙向拉伸法對不能對建成的膜結(jié)構(gòu)的彈性模量進行測量。
[0005]目前還沒有能測量正交異性膜結(jié)構(gòu)彈性模量的儀器。需要盡快的設(shè)計一臺能測量正交異性膜結(jié)構(gòu)彈性模量的儀器來解決這方面的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](一 )要解決的技術(shù)問題
[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實用新型提出了一種測量正交異性膜結(jié)構(gòu)彈性模量的裝置，其提供一種方便快捷，適用范圍廣，且精度高的，用于測量膜材彈性模量的裝置。
[0008]( 二 )技術(shù)方案
[0009]一種測量正交異性膜結(jié)構(gòu)彈性模量的裝置，包括測量盒與控制盒兩大部分，所述的控制盒固定在測量盒上，二者之間通過連接線連接，測量盒的控制、數(shù)據(jù)處理和顯示功能都由控制盒來完成；所述的測量盒由透明的鋼化玻璃盒、小球發(fā)射裝置、激光位移傳感器、微型抽氣泵組成；所述的小球發(fā)射裝置設(shè)置在鋼化玻璃盒內(nèi)上表面正中間，用于發(fā)射小球；所述的激光位移傳感器設(shè)置在小球發(fā)射裝置的邊上，安裝在鋼化玻璃盒內(nèi)上表面；所述的控制盒由塑料外殼、內(nèi)置控制電路板、顯示盒、檢測開關(guān)和電池電源組成；控制盒正面上設(shè)置電源開關(guān)、抽氣開關(guān)、檢測開關(guān)和顯示屏；所述的顯示屏通過內(nèi)置控制電路板與顯示盒電性連接；所述的電源開關(guān)通過控制電路板與電池電源電性連接，用來控制電源的開閉；所述的抽氣開關(guān)通過控制電路板與微型抽氣泵連接，控制微型抽氣泵的抽氣；所述的檢測開關(guān)通過控制電路板與小球發(fā)射裝置和激光位移傳感器電性連接，用來控制測量的進行，按一次測量一次；其背面設(shè)有電源、連接線的接口。
[0010]進一步的，所述的測量盒下口內(nèi)邊緣尺寸為500mmX 300mm;沿測量盒下口邊設(shè)置有凹槽狀吸盤；測量盒依靠此吸盤，通過微型抽氣泵抽氣，而吸住膜面，使其形成封閉的四邊形膜面，此四邊形膜面可以認為為四邊固支的薄膜。
[0011]進一步的，所述的控制盒內(nèi)的控制電路板上設(shè)置有計算程序，計算程序根據(jù)理論推導的測量公式進行編程。
[0012]進一步的，所述的控制盒上的各開關(guān)兼有指示燈功能，各開關(guān)按下時，開關(guān)亮起紅色；開關(guān)彈起時，開關(guān)不亮；控制盒和檢測盒上都設(shè)置有連接線和電源線接口。
[0013]進一步的，各部分的作用及相互關(guān)系:測量盒主要用于形成膜面的區(qū)域邊界，以保證實際膜面邊界與理論模型的固支邊界符合；測量盒上裝有沿測量盒下口邊的凹槽狀吸盤；測量盒依靠此吸盤，通過微型抽氣泵抽氣，而吸住膜面，使其形成封閉的四邊形膜面，此四邊形膜面可以認為為四邊固支的薄膜；裝在測量盒內(nèi)上表面正中間的小球發(fā)射裝置用于發(fā)射小球，小球的入射速度Vtl通過預先標定，認為為已知量；當小球由此裝置發(fā)射垂直入射到膜面而后反彈的過程中，裝在測量盒內(nèi)上表面的激光位移傳感器可以測得膜面入射點的最大位移fmax;測量盒與控制盒之間的連接線將測得的數(shù)據(jù)傳到控制盒；通過控制盒內(nèi)的計算機程序?qū)y得的數(shù)據(jù)演算成膜面彈性模量，再通過顯示屏將彈性模量值顯示出來；控制盒內(nèi)的計算程序根據(jù)理論推導的測量公式進行編程；控制盒上的電源開關(guān)用來控制電源的開閉，電源由蓄電池提供；抽氣開關(guān)控制微型抽氣泵的抽氣；檢測開關(guān)用來控制測量的進行，按一次測量一次；同時各開關(guān)兼有指示燈功能，各開關(guān)按下時，開關(guān)亮起紅色；開關(guān)彈起時，開關(guān)不亮；控制盒和檢測盒上都設(shè)置有連接線和電源線接口。
[0014](三)有益效果
[0015]本實用新型提出的一種測量正交異性膜結(jié)構(gòu)彈性模量的裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，其具有以下有益效果:本實用新型相比較于傳統(tǒng)的工藝處理有很多的優(yōu)點:本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、制作成本較低，操作簡單方便，經(jīng)濟實用，在任何外界環(huán)境下都能進行測量；且測量精度高，在測量的時候不破壞膜材，測量后不影響膜結(jié)構(gòu)的正常使用。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖中的標記及零部件標注:1.控制盒、2.測量盒、3.顯示屏、4.電源開關(guān)、5.抽氣開關(guān)、6.檢測開關(guān)、7.計