功能与智能束纤维强力测量方法及装置的研究

论文摘要

纤维强力作为纤维物理性能的一个重要指标,其重要性在纤维的使用过程中一直备受重视。纤维强力的测量分为两种:一是单纤维测量,适于结构和性能较均匀的纤维,如化纤等,能较准确地反映纤维的强伸性能,不足在于操作烦琐、费时费力,一般要测量200～300根纤维才能得到有代表性的测量结果。另外一种是束纤维测量,适合结构均匀性较差、力学性能离散较大的纤维,如棉、毛等天然纤维。目前国内的束纤维测量,均使用早期的束强仪,如Y162束强仪、斯特洛仪等,技术落后,信息量小,难以适应工业化的大批量测试和检验的要求。而国外澳大利亚CSIRO于上世纪末推出Sirolan-Tensor束强仪,自动化水平有所提高,但仅适用于毛。在进出口业务和商检业务对羊绒力学性质评价中,急需快速、标准化的检验,单纤维测量因羊毛纤维粗细差异大试验极其困难,而束纤维测量因纤维卷曲极难理直,故必需解决制样和测量问题。 而国内在此方面反应迟钝,数十年来基本上都完全沿用国外仪器的原形设计原理或直接采用国外的仪器与技术。有用于棉、麻纤维测量的老式斯特洛仪和相应的ASTM标准。但目前因为大容量棉花分析仪（HVI900系统）的应用,已较少商业化使用,但HVI900系统未解决麻纤维的测量。毛纤维的测量,现已采用较新的Sirolan-Tensor进行（IWTO-32-82）,但不适用于其他纤维。 研制国产自主知识产权的功能化和智能化束纤维力学性能评价系统,不仅可解决束纤维的快速精确测量,而且通过自主开发的模型和软件,完成束纤维至单纤维力学性质的转换,是纤维性能表征的突破,也是实验技术的方向。该测量原理、方法和仪

论文目录

• 第1章 前言
• 1.1 束纤维与单纤维强力关系的理论回顾
• 1.1.1 理论研究的重要性
• 1.1.2 以往研究的回顾
• 1.2 课题理论模型概述
• 1.2.1 由单纤维拉伸性能预测束纤维拉伸性质
• 1.2.2 由束纤维拉伸曲线预测单纤维力学性能
• 1.3 课题由束纤维拉伸曲线预测单纤维强伸指标的理论
• 1.3.1 单纤维伸长参数的预测
• 1.3.2 单纤维强度参数的预测
• 1.4 课题内容与意义
• 第2章 FBST-1束强仪设计方案
• 2.1 国内外束纤维强力仪工作原理
• 2.1.1 Y162束纤维强力仪的工作原理
• 2.1.2 斯特洛仪的测力原理
• 2.1.3 卜氏束纤维强力仪的测力原理
• 2.2 国内外束纤维强力仪技术指标一览表
• 2.3 FBST-1设计方案
• 2.3.1 硬件设计原理
• 2.3.2 硬件设计方案
• 2.4 创新点与技术路线
• 2.4.1 课题研究的总体目标
• 2.4.2 主要内容
• 2.4.4 所需要解决的技术关键
• 2.4.5 课题特点与创新点
• 第3章 束强仪参数对实验结果的影响
• 3.1 试验参数对试验结果的影响分析
• 3.1.1 实验仪器及材料
• 3.1.2 实验方案
• 3.1.3 实验结果分析
• 3.1.4 结论
• 3.2 测量结果比较
• 3.2.1 实验仪器及材料
• 3.2.2 实验方案
• 3.2.3 实验结果分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 仪器软件初步设计
• 4.1 软件总体规划
• 4.2 软件需求分析
• 4.2.1 实时拉伸曲线
• 4.2.2 提供结果特征指标
• 4.2.3 测试结果保存
• 4.2.4 基本试验参数设置
• 4.2.5 测试软件的帮助文件
• 4.2.6 仪器的位移安全保护
• 4.2.7 数据采集程序及用户界面
• 4.3 软件数据采集功能的实现
• 4.3.1 步进电机控制
• 4.3.2 串口通信步骤
• 4.3.3 串口通信函数
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢