(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210708565.X (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 天津工业大学 地址 300387 天津市西青区 宾水西道39 9号 (72)发明人 吴宁　韩雨桐　侯琦琳　陈利　 (51)Int.Cl. G01N 3/56(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01N 3/06(2006.01) (54)发明名称 一种高性能纤维束-综眼间摩 擦磨损性能的 测试装置及测试方法 (57)摘要 本发明涉及一种高性能纤维束 ‑综眼间摩擦 磨损性能的测试装置及测试方法， 包括综眼夹 具、 弹簧端下夹具、 纤维端下夹具及显微镜夹 具， 通过所述 综眼夹具、 弹簧端下夹具与纤维端下夹 具的共同作用， 完善现有的测试方法， 配合摩擦 磨损试验机实现周期性交变张力条件下纤维束 与综眼间的摩擦， 可导出预加载阶段及加载阶段 摩擦力、 摩擦系数、 加载力、 水平动程、 实验仓温 度、 时间的相互关系曲线， 同时使用数码显微镜 对摩擦后纤维束表面形貌进行表征。 该装置简单 高效， 提高了摩擦性能测试的自动化程度， 可任 意设定纤维束与综眼接触力、 纤维束张力、 往复 运动频率、 往复摩擦运动距离等变量对纤维束进 行摩擦磨损性能测试， 保证了测试结果的可靠 性。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115096734 A 2022.09.23 CN 115096734 A 1.一种高性能纤维束 ‑综眼间摩擦磨损性能的测试装置， 其特征在于， 包括综眼夹具、 弹簧端下夹具、 纤维端下夹具及显微镜 夹具； 所述综眼夹具包括紧固结构与连接结构； 所述紧固结构包括综眼夹具固定柱一1与综 眼夹具固定柱二2， 所述连接结构包括 综眼夹具与综眼磨 头3相连通道； 综眼磨 头3与综眼夹 具固定柱 2胶接连接为 一个整体； 所述弹簧端下夹具包括支撑结构、 紧固结构与连接结构； 所述支撑结构包括弹簧端下 夹具固定底 座7， 所述紧固结构为位于固定底 座7上的限位孔8， 通过螺丝与摩 擦磨损试验机 往复线性模块固定， 所述连接结构包括 弹簧连接杆4、 弹簧限位槽6及弹簧5， 弹簧5穿过弹簧 连接杆4固定在固定底座7 上； 所述纤维端下夹具包括支撑结构、 紧固结构与连接结构； 所述支撑结构包括纤维端下 夹具固定底座9， 所述紧固结构为位于固定底座9上的限位槽11， 通过螺丝与摩擦磨损试验 机固定平台连接， 所述连接结构包括纤维端 下夹具固定螺丝通道13与纤维端 下夹具固定螺 丝10， 纤维束通道13垂直于固定 螺丝10； 所述显微镜夹具包括支撑结构与紧固结构； 所述支撑结构为显微镜支架15， 所述紧固 结构为显微镜支架限位槽16， 通过螺丝与摩擦磨损试验机固定平台连接； 数码显微镜17固 定于显微镜支 架15上。 2.一种高性 能纤维束 ‑综眼间摩擦磨损性能的测试方法， 其特征在于， 该测试方法简单 高效， 可在原有摩擦磨损测试方法的基础上， 配合摩擦磨损试验机测量在变张力条件下纤 维束与综眼间摩擦性能， 实现对纤维束张力、 纤维束摩 擦长度、 纤维束加载力等多变量条件 下的测试， 可导出预加载阶段及加载阶段摩擦力、 摩擦系数、 加载力、 水平动程、 实验仓温 度、 时间的相互关系曲线， 同时对摩擦后纤维束表面形貌进行表征。 3.根据权利要求1所述的一种高性能纤维束 ‑综眼间摩擦磨损性 能的测试装置， 其特征 在于， 所述纤维束包括但不仅限于碳纤维、 石英纤维、 氧化铝纤维、 氮化硅纤维、 碳化硅纤维 等多种高性能纤维。 4.根据权利要求1所述的一种高性能纤维束 ‑综眼间摩擦磨损性 能的测试装置， 其特征 在于， 可根据实验需求更 换不同材质及规格的综眼磨头 3。 5.根据权利要求1所述的一种高性能纤维束 ‑综眼间摩擦磨损性 能的测试装置， 其特征 在于， 弹簧端 下夹具弹簧5为拉伸弹簧， 可更换不同规格拉伸弹簧以改变纤维束测试过程张 力变化范围。 6.根据权利要求1所述的一种高性能纤维束 ‑综眼间摩擦磨损性 能的测试装置， 其特征 在于， 可通过 悬挂不同质量的砝码以调节纤维束初始张力。 7.根据权利要求1所述的一种高性能纤维束 ‑综眼间摩擦磨损性 能的测试装置， 其特征 在于， 综眼夹具与纤维束呈垂直方向配合摩擦磨损试验机， 用以评价纤维束与综 眼之间的 摩擦磨损性能性能。 8.根据权利要求2所述的一种高性能纤维束 ‑综眼间摩擦磨损性 能的测试方法， 其特征 在于， 该方法包括下列步骤： (1)将综眼磨头3胶接所述综眼夹具连接结构固定于综眼夹具， 检测综眼磨头是否紧固 连接于综眼夹具； (2)将综眼夹具固定柱一1与综眼夹具固定柱二2插入UMT ‑Tribolab摩擦磨损试验机传权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115096734 A 2感器， 并通过螺 丝固定； (3)将弹簧端下夹具与纤维端下夹具紧固结构使用螺丝与摩擦磨损试验机往 复线性模 块上的螺 丝孔固定； (4)取样品纤维束14两端分别连接于弹簧端下夹具和纤维端下夹具。 将样品纤维束14 一端穿过弹簧5， 使用热缩 管12将样品纤维束14固定。 将另一端样品纤维束14穿过纤维端 下 夹具固定纤维束通道13， 悬挂砝码， 调节张力， 悬停1分钟， 通过固定 螺丝10紧固纤维束； (5)设定测试参数值； (6)启动程序进行测试， 测试结束导出加载阶段摩擦力、 摩擦系数、 加载力、 水平动程、 实验仓温度、 时间的相互关系曲线； (7)样品拍摄， 拍摄摩擦后的样品纤维束14。 使用数码显微镜17观察摩擦后样品纤维束 14的表面毛羽。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115096734 A 3