(54)一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的试验装置及施加载荷的方法
【专利摘要】一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的试验装置及施加载荷的方法，属于薄膜变形试验装置领域，解决了目前缺少相应的实验装置用于验证理论模型计算薄膜变形的正确性的问题，一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的试验装置，它包含圆筒，在圆筒的外侧设置有气泵充气嘴和压力表连接孔；圆筒的一端以端盖封闭，圆筒的另一端以薄膜封闭，薄膜的内侧设置有拉线，拉线的一端与薄膜连接，在端盖上设置有圆孔，拉线的另一端由端盖上的圆孔穿出后与法码盘连接；一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的施加载荷的方法，它包含使用气泵对薄膜施加均布载荷，同时利用法码拉动拉线，拉线对薄膜施加集中载荷。本发明用于验证理论模型计算薄膜变形的正确性。
【专利说明】一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的试验装置及施 加载荷的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于薄膜变形试验装置领域，具体涉及一种用于测量薄膜在复合载荷作用 下变形的试验装置及施加载荷的方法。
【背景技术】
[0002] 薄膜结构在载荷作用下的变形已成为近些年来研究的重点内容。生活中的大多数 薄膜结构往往同时承受均布载荷和集中载荷即复合载荷的共同作用，针对此类受力结构， 研究者们提出了不同的理论模型用于计算薄膜的变形，但是目前却缺少相应的实验装置用 于验证理论的正确性，因此，需要发明一套试验系统，用于同时给薄膜施加集中力和均布 力，并测量其变形特征。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了解决上述目前缺少相应的实验装置用于验证理论模型计算 薄膜变形的正确性的问题，提供了一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的试验装置及 施加载荷的方法，其技术方案如下： 一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的试验装置，它包含圆筒，在圆筒的外侧设 置有气泵充气嘴和压力表连接孔；圆筒的一端以端盖封闭，并在端盖与圆筒之间设置有密 封垫，圆筒与端盖通过法兰连接，圆筒的另一端以薄膜封闭，薄膜通过环形盖固定在圆筒的 另一端，圆筒与环形盖通过法兰连接，薄膜的边缘夹在圆筒与环形盖之间，并在环形盖与圆 筒之间设置有密封垫；薄膜的内侧设置有拉线，拉线采用芳纶线，拉线的一端与薄膜连接， 在薄膜上设置圆孔，圆孔的外侧粘贴一个直径大于薄膜上的圆孔的铝片，拉线的一端固定 连接在铝片上；在端盖上设置有圆孔，端盖上的圆孔直径与拉线的直径一致，端盖上的圆孔 内涂有润滑油，拉线的另一端由端盖上的圆孔穿出后与法码盘连接；圆筒设置在支架上，圆 筒横向设置，在端盖上的圆孔下侧设置有滑轮，拉线由滑轮上经过后垂向下方。
[0004] 一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的施加载荷的方法，它包含使用气泵向 上述圆筒内充气对薄膜施加均布载荷，同时在上述法码盘中放入法码，利用法码拉动拉线， 拉线对薄膜施加集中载荷。
[0005] 将压力表连接在压力表连接孔处，将气泵充气嘴与气泵连接，使用气泵向圆筒内 充气对薄膜施加均布载荷，同时在上述法码盘中放入法码，对薄膜施加集中载荷，再使用配 备(XD镜头的Vic-Snap系统采集不同复合载荷作用下薄膜的变形图片，并通过DIC-3D软 件处理数据，得到薄膜的变形云图。
[0006] 本发明的有益效果为：该试验系统可以同时给薄膜施加均布载荷和集中载荷，并 通过气压表和法码重量很容易得出相应的均布力和集中力大小值，并测量出薄膜在其作用 下的变形情况。
[0007]
【专利附图】
【附图说明】： 图1是本发明的整体结构示意图； 图2是本发明的分解结构示意图。
[0008]
【具体实施方式】： 参照图1和图2, 一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的试验装置，它包含圆筒1， 在圆筒1的外侧设置有气泵充气嘴1-1和压力表连接孔1-2 ;圆筒1的一端以端盖2封闭， 并在端盖2与圆筒1之间设置有密封垫，圆筒1与端盖2通过法兰连接，圆筒1的另一端以 薄膜3封闭，薄膜3通过环形盖4固定在圆筒1的另一端，圆筒1与环形盖4通过法兰连接， 薄膜3的边缘夹在圆筒1与环形盖4之间，并在环形盖4与圆筒1之间设置有密封垫；薄膜 3的内侧设置有拉线5,拉线5采用芳纶线，拉线5的一端与薄膜3连接，在薄膜3上设置圆 孔，圆孔的外侧粘贴一个直径大于薄膜3上的圆孔的铝片5-1，拉线5的一端固定连接在铝 片5-1上；在端盖2上设置有圆孔，端盖2上的圆孔直径与拉线5的直径一致，端盖2上的 圆孔内涂有润滑油，拉线5的另一端由端盖2上的圆孔穿出后与法码盘6连接；圆筒1设置 在支架7上，圆筒1横向设置，在端盖2上的圆孔下侧设置有滑轮8,拉线5由滑轮8上经过 后垂向下方。
[0009] 所述端盖2上的圆孔可以设置在任意位置，拉线5也可以连接在薄膜3的任意位 置，当端盖2上的圆孔设置在中心位置，拉线5也连接在薄膜3的中心位置，可以对薄膜3 施加中心集中载荷；当端盖2上的圆孔设置在中心以外的位置，拉线5连接在薄膜3的中心 位置，可以对薄膜3施加偏心集中载荷；也可以在端盖2上设置多个圆孔，不使用的圆孔以 塞子塞住。
[0010] 一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的施加载荷的方法，它包含使用气泵向 上述圆筒1内充气对薄膜3施加均布载荷，同时在上述法码盘6中放入法码，利用法码拉动 拉线5,拉线5对薄膜3施加集中载荷。
【权利要求】
1. 一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的试验装置，其特征在于它包含圆筒 (1)，在圆筒（1)的外侧设置有气泵充气嘴（1-1)和压力表连接孔（1-2);圆筒（1)的一端以 端盖（2)封闭，并在端盖（2)与圆筒（1)之间设置有密封垫，圆筒（1)的另一端以薄膜（3) 封闭，薄膜（3)的内侧设置有拉线（5)，拉线（5)的一端与薄膜（3)连接，在端盖（2)上设置 有圆孔，端盖（2)上的圆孔直径与拉线（5)的直径一致，端盖（2)上的圆孔内涂有润滑油， 拉线（5)的另一端由端盖（2)上的圆孔穿出后与法码盘（6)连接；圆筒（1)设置在支架（7) 上。
2. 如权利要求1所述一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的试验装置，其特征在 于圆筒（1)与端盖（2)通过法兰连接。
3. 如权利要求1所述一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的试验装置，其特征在 于薄膜（3)通过环形盖（4)固定在圆筒（1)的另一端，圆筒（1)与环形盖（4)通过法兰连 接，薄膜⑶的边缘夹在圆筒⑴与环形盖⑷之间，并在环形盖⑷与圆筒⑴之间设置 有密封垫。
4. 如权利要求1所述一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的试验装置，其特征在 于拉线（5)采用芳纶线。
5. 如权利要求1所述一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的试验装置，其特征在 于在薄膜（3)上设置圆孔，圆孔的外侧粘贴一个直径大于薄膜（3)上的圆孔的铝片（5-1)， 拉线（5)的一端固定连接在铝片（5-1)上。
6. 如权利要求1所述一种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的试验装置，其特征在 于圆筒⑴横向设置，在端盖⑵上的圆孔下侧设置有滑轮（8)，拉线（5)由滑轮⑶上经 过后垂向下方。
7. -种用于测量薄膜在复合载荷作用下变形的施加载荷的方法，其特征在于它包含使 用气泵对薄膜（3)施加均布载荷，同时利用法码拉动拉线（5)，拉线（5)对薄膜（3)施加集 中载荷。
【文档编号】G01N3/10GK104215509SQ201410496092
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】林国昌, 何舸, 谭惠丰 申请人:哈尔滨工业大学