專利名稱：一種繩索彎曲性能的測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于繩網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種繩索彎曲性能的測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)于繩索類產(chǎn)品人們更多的是關(guān)注其強(qiáng)力、斷裂伸長(zhǎng)率、沖擊性能等，而對(duì)繩索產(chǎn)品的彎曲等性能重視不夠。在國(guó)內(nèi)，對(duì)紡織品、織物的彎曲性能有先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)， 并有相應(yīng)的測(cè)試儀器，但是該測(cè)試裝置和測(cè)試儀器只針對(duì)纖維、紗線等紡織品，通過(guò)紡織品及織物的自重下的屈曲形態(tài)來(lái)反應(yīng)其彎曲性能，適用范圍有限。國(guó)內(nèi)繩索基本性能的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有建立，沒(méi)有形成統(tǒng)一的彎曲性能測(cè)試裝置。隨著繩索種類和功能的多樣化以及應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，如在消防、急救、軍事、探險(xiǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用，應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性，對(duì)繩索的要求不僅再局限于強(qiáng)力等基本指標(biāo)，更加注重繩索抵抗摩擦、切割等性能。因此，為保證繩索在生產(chǎn)、生活等各方面充分發(fā)揮其安全保障作用，對(duì)繩索的彎曲性能進(jìn)行測(cè)試具有重要意義，目前，沒(méi)有關(guān)于繩索彎曲性能的專用測(cè)試方法和裝置，國(guó)內(nèi)有關(guān)測(cè)試方法不適應(yīng)繩索產(chǎn)品彎曲性能的測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確直觀、使用簡(jiǎn)便的繩索彎曲性能的測(cè)試方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是繩索彎曲性能的測(cè)試方法包括以下步驟
(一)測(cè)試?yán)K索扭矩①截取足夠長(zhǎng)度的繩索，在繩索的兩端分別用一個(gè)靜夾持器和一個(gè)動(dòng)夾持器夾持；③動(dòng)夾持器固定在一個(gè)與心軸相連的轉(zhuǎn)盤(pán)上，并隨轉(zhuǎn)盤(pán)和心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；
動(dòng)夬持器與繩索、靜夾持器在一直線開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，繩索彎曲范圍為0° -180° ；(|) 與心軸相連的扭轉(zhuǎn)測(cè)試儀測(cè)試?yán)K索彎曲過(guò)程中產(chǎn)生的彎曲扭矩，并將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)；
(二)計(jì)算機(jī)將扭矩測(cè)試儀測(cè)得的數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)繪制扭矩-時(shí)間關(guān)系曲線；
(三)計(jì)算機(jī)通過(guò)系統(tǒng)設(shè)定的計(jì)算方法計(jì)算繩索的彎曲剛度該計(jì)算方法按照如下表達(dá)式計(jì)算Κ=Μ/Θ，其中M為施加的扭矩，單位為Ν·πι，θ為旋轉(zhuǎn)角度，單位為rad，K為彎曲剛度，單位為N*m/rad。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)彎曲剛度和扭矩-時(shí)間曲線來(lái)表征繩索的彎曲性能，繩索的兩端采用靜夾持器和動(dòng)夾持器兩個(gè)夾持器夾持，動(dòng)夾持器相對(duì)靜夾持器轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，動(dòng)夾持器固定在心軸相連的轉(zhuǎn)盤(pán)上，心軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生扭矩，在彎曲過(guò)程中，通過(guò)與心軸相連接的扭矩測(cè)試儀實(shí)現(xiàn)對(duì)扭矩的測(cè)量，計(jì)算機(jī)繪制扭矩-時(shí)間關(guān)系曲線，計(jì)算繩索的彎曲剛度。本發(fā)明通過(guò)對(duì)實(shí)際使用中存在的彎曲現(xiàn)象進(jìn)行模擬，可以真實(shí)的反應(yīng)繩索的彎曲性能，從而確保測(cè)試指標(biāo)的有效性，該測(cè)試方法直觀的表征了繩索的彎曲性能，測(cè)試方法合理簡(jiǎn)便，易于操作，測(cè)試精度高，測(cè)試數(shù)據(jù)直觀準(zhǔn)確，可以用于各種規(guī)格繩索彎曲性能測(cè)試。


圖1為本發(fā)明所用測(cè)試儀器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為繩索的彎曲路徑示意圖3為本發(fā)明的扭矩-時(shí)間關(guān)系圖； 圖4為圖1轉(zhuǎn)盤(pán)部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明對(duì)實(shí)際使用中存在的彎曲現(xiàn)象進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)兩個(gè)夾持裝置將繩索固定， 心軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)勻速運(yùn)動(dòng)，使繩索發(fā)生彎曲，通過(guò)精密測(cè)量?jī)x測(cè)量心軸的扭矩，由計(jì)算機(jī)繪制出扭矩-時(shí)間曲線，通過(guò)公式K=M/θ計(jì)算出繩索的彎曲剛度來(lái)反映繩索的彎曲性能。本發(fā)明測(cè)試方法包括以下步驟；
步驟(一)測(cè)試?yán)K索扭矩采用圖1所示的測(cè)試儀器測(cè)試?yán)K索的彎曲性能。(1)樣品制備試樣應(yīng)從外觀檢查合格處截取，在用或者已用過(guò)的繩索，試樣應(yīng)從被相關(guān)各方認(rèn)可處截取，試樣兩端應(yīng)該用膠帶或者其他材料牢牢固定，試樣長(zhǎng)度為15cm。(2)繩索路徑布置繩索4 一端夾持在定夾持器3上，另一端夾持在動(dòng)夾持器2上， 定夾持器3和動(dòng)夾持器2在初始狀態(tài)時(shí)位于一條直線上。(3)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速的設(shè)定在測(cè)試過(guò)程中設(shè)定轉(zhuǎn)盤(pán)5的轉(zhuǎn)速，通過(guò)大量的試驗(yàn)，轉(zhuǎn)速設(shè)定為1轉(zhuǎn)/分鐘為宜，顯示屏上顯示轉(zhuǎn)速數(shù)值。(4)按動(dòng)控制按鈕1，心軸7帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)5做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖4所示，動(dòng)夾持器2 也隨轉(zhuǎn)盤(pán)5做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，結(jié)果使繩索4彎曲，繩索4最大彎曲角度為180°，如圖2所示，圖2為繩索的彎曲路徑示意圖。(5)由于繩索彎曲產(chǎn)生彎矩，阻礙轉(zhuǎn)盤(pán)5的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得心軸7上產(chǎn)生扭矩，心軸上的精密扭矩測(cè)試儀8測(cè)得該扭矩。步驟(二)繪制扭矩-時(shí)間關(guān)系曲線將扭矩測(cè)試儀8測(cè)得的扭矩?cái)?shù)據(jù)和轉(zhuǎn)盤(pán)5 轉(zhuǎn)速輸入計(jì)算機(jī)，繪制扭矩-時(shí)間關(guān)系曲線，扭矩-時(shí)間關(guān)系圖如圖3所示。步驟(三)計(jì)算繩索的彎曲剛度根據(jù)表達(dá)式K=M/ θ計(jì)算，其中M為施加的扭矩， 單位為Ν·πι，由精密扭矩測(cè)試儀測(cè)得數(shù)據(jù)，θ為旋轉(zhuǎn)角度，單位為rad，因?yàn)檗D(zhuǎn)盤(pán)式勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，θ是關(guān)于時(shí)間t的函數(shù)，K為繩索的彎曲剛度，單位為N*m/rad。從彎曲剛度的表達(dá)式中可以看出，心軸的扭矩越大，即繩索的彎矩越大，繩索的彎曲剛度越大。繩索越硬挺，不易彎曲，反之，則繩索越柔軟，易發(fā)生彎曲。本發(fā)明根據(jù)實(shí)際使用情況的不同，可以測(cè)量不同用途的繩索的彎曲性能。
權(quán)利要求
1. 一種繩索彎曲性能的測(cè)試方法，其特征在于該方法包括以下步驟(一)測(cè)試?yán)K索扭矩ω截取足夠長(zhǎng)度的繩索，在繩索的兩端分別用一個(gè)靜夾持器和一個(gè)動(dòng)夾持器夾持；②動(dòng)夾持器固定在一個(gè)與心軸相連的轉(zhuǎn)盤(pán)上，并隨轉(zhuǎn)盤(pán)和心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)； ③動(dòng)夾持器與繩索、靜夾持器在一直線開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，繩索彎曲范圍為0° -180° 14. 與心軸相連的扭轉(zhuǎn)測(cè)試儀測(cè)試?yán)K索彎曲過(guò)程中產(chǎn)生的彎曲扭矩，并將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)；(二)計(jì)算機(jī)將扭矩測(cè)試儀測(cè)得的數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)繪制扭矩-時(shí)間關(guān)系曲線；(三)計(jì)算機(jī)通過(guò)系統(tǒng)設(shè)定的計(jì)算方法計(jì)算繩索的彎曲剛度該計(jì)算方法按照如下表達(dá)式計(jì)算Κ=Μ/Θ，其中M為施加的扭矩，單位為Ν·πι，θ為旋轉(zhuǎn)角度，單位為rad，K為彎曲剛度，單位為N*m/rad。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種繩索彎曲性能的測(cè)試方法，該方法包括測(cè)試?yán)K索扭矩，計(jì)算機(jī)將扭矩測(cè)試儀測(cè)得的數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)繪制扭矩-時(shí)間關(guān)系曲線，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)定的計(jì)算方法計(jì)算繩索的彎曲剛度。本發(fā)明測(cè)試數(shù)據(jù)直觀準(zhǔn)確，方法合理簡(jiǎn)便，易于操作，可以用于各種規(guī)格繩索彎曲性能測(cè)試。
文檔編號(hào)G01N3/20GK102494956SQ20111036836
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月19日
發(fā)明者劉照新, 姚杰雄, 寧方剛, 宋維廣, 朱靜, 李慧敏, 王龍生, 許秀萍, 陳玉偉, 陶?qǐng)@ 申請(qǐng)人:山東魯普耐特新材料工程技術(shù)研究中心