测量钞票的弹性模量的方法以及最大弯曲挠度的装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开了测量钞票的弹性模量的方法，用于解决拉伸方法不适用于旧钞票弹性模量的测量的技术问题。本发明实施例方法包括：测量钞票两端的悬臂梁挠度；通过数据拟合方法拟合出钞票的弹性模量与弯曲挠度之间的关系公式；将所述悬臂梁挠度作为弯曲挠度代入所述关系公式，计算得到所述钞票的弹性模量。本发明实施例还提供测量钞票的最大弯曲挠度的装置。本发明实施例能够解决拉伸方法不适用于旧钞票弹性模量的测量的技术问题。
【专利说明】测量钞票的弹性模量的方法W及最大弯曲携度的装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料力学性能测试【技术领域】，尤其涉及测量钞票的弹性模量的方法W 及最大弯曲挽度的装置。
【背景技术】
[0002] 新旧程度不同的钞票具有不同的刚度，一般采用弹性模量来表征刚度。在恒定载 荷作用下，钞票在ATM传输通道中的变形姿态取决于钞票本身的刚度。在ATM的钞票传输 通道设计过程中，一般需要考虑传输通道结构对各种不同刚度的钞票的适应性，因此，确定 不同新旧程度的钞票的弹性模量是非常重要的。
[0003] -般来讲，薄片介质的弹性模量的测量应遵循拉伸性能试验方法，其原理是根据 弹性力学中对弹性模量的定义：拉伸应力=弹性模量*拉伸应变，通过测量介质试样在拉 伸应力作用下的产生拉伸变形并计算出拉伸应变，同时拉伸应力由拉力机系统实时记录， 弹性模量则由拉伸应力除W拉伸应变得到。适用拉伸方法的前提是所测量的材料必须是完 好无损、均匀的。然而，旧钞票本身具有已损、不均匀的特点，而且，在拉伸过程中，钞票内部 会产生新的损伤，在相同的拉力作用下，新的损伤会使介质试样的变形增大，则拉伸应变增 大，导致计算出来的弹性模量偏小。因此拉伸方法不适用于测量旧钞票的弹性模量。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供了测量钞票的弹性模量的方法W及最大弯曲挽度的装置，能够 解决拉伸方法不适用于旧钞票弹性模量的测量的技术问题。
[0005] 本发明实施例提供的一种测量钞票的弹性模量的方法，包括：
[0006] 测量钞票两端的息臂梁挽度；
[0007] 通过数据拟合方法拟合出钞票的弹性模量与弯曲挽度之间的关系公式；
[0008] 将所述息臂梁挽度作为弯曲挽度代入所述关系公式，计算得到所述钞票的弹性模 量。
[0009] 可选地，所述通过数据拟合方法拟合出钞票的弹性模量与弯曲挽度之间的关系公 式具体包括：
[0010] 使用厚度测量仪器测量钞票不同位置的厚度值；
[0011] 根据所述厚度值建立对应的钞票模型；
[0012] 对所述钞票模型设置重力加速度；
[0013] 建立所述钞票模型与对应测量装置的几何模型；
[0014] 根据设定的求解时间和求解时间步长对所述几何模型进行仿真运算，得到仿真结 果；
[0015] 从所述仿真结果中提取出对应的钞票两端的弯曲挽度数组；
[0016] 通过数据拟合的方法根据所述弯曲挽度数组和预设的弹性模量数组，拟合出钞票 的弹性模量与弯曲挽度之间的关系公式。
[0017] 可选地，在建立所述钞票模型与对应测量装置的几何模型之后还包括：
[0018] 设定所述几何模型的固定约束条件。
[0019] 可选地，在建立所述钞票模型与对应测量装置的几何模型之后还包括：
[0020] 设置所述钞票模型与对应测量装置之间的接触参数。
[00引]可选地，
[0022] 所述仿真运算为CAE仿真运算。
[0023] 本发明实施例提供的一种测量钞票的最大弯曲挽度的装置，包括：
[0024] 底座、支撑主体、导轨、滑块和水平直杆；
[00巧]所述支撑主体垂直安装于所述底座上的中也位置，用于固定支撑钞票；
[0026] 所述导轨设置于所述支撑主体的侧面；
[0027] 所述滑块固定安装于所述水平直杆的中也位置，可在所述导轨上移动；
[0028] 所述滑块可锁紧在所述导轨上。
[0029] 可选地，
[0030] 所述支撑主体焊接于所述底座上。
[00引]可选地，
[0032] 所述滑块通过螺纹锁紧在所述导轨上。
[0033] 可选地，
[0034] 所述支撑主体的水平顶面刻有一条中线。
[00巧]可选地，
[0036] 所述支撑主体为垂直钢盒。
[0037] 从W上技术方案可W看出，本发明实施例具有W下优点：
[0038] 本发明实施例中，首先，测量钞票两端的息臂梁挽度；然后，通过数据拟合方法拟 合出钞票的弹性模量与弯曲挽度之间的关系公式；最后，将所述息臂梁挽度作为弯曲挽度 代入所述关系公式，计算得到所述钞票的弹性模量。在本发明实施例中，将测量得到的钞票 两端的息臂梁挽度代入拟合出来的关系公式，计算得出弹性模量。由于该关系公式通过拟 合的方式生成，将钞票不均匀的特点也考虑进去，该方法适用于旧钞票，可W解决旧钞票弹 性模量的测量问题，并且测量效率高。
【专利附图】
【附图说明】
[0039] 图1为本发明实施例中测量钞票的弹性模量的方法一个实施例流程图；
[0040] 图2为本发明实施例中测量钞票的弹性模量的方法另一个实施例流程图；
[0041] 图3为钞票在自身重力作用下的弯曲仿真结果图；
[0042]图4为钞票弹性模量与弯曲挽度的关系曲线图；
[0043] 图5为钞票弹性模量与弯曲挽度的计算结果数据表格；
[0044] 图6为本发明实施例中测量钞票的最大弯曲挽度的装置一个实施例结构示意图。
【具体实施方式】
[0045] 本发明实施例提供了测量钞票的弹性模量的方法W及最大弯曲挽度的装置，用于 解决拉伸方法不适用于旧钞票弹性模量的测量的技术问题。
[0046]为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明 实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述 的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域 普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护 的范围。
[0047] 请参阅图1，本发明实施例中测量钞票的弹性模量的方法一个实施例包括：
[004引 101、测量钞票两端的息臂梁挽度；
[0049] 首先，可W测量钞票两端的息臂梁挽度。该息臂梁挽度是指使用息臂梁的测量方 法得到的钞票两端的弯曲挽度。
[0050] 102、通过数据拟合方法拟合出钞票的弹性模量与弯曲挽度之间的关系公式；
[0051] 在测量得到钞票两端的息臂梁挽度之后，可W通过数据拟合方法拟合出钞票的弹 性模量与弯曲挽度之间的关系公式。
[0052] 103、将该息臂梁挽度作为弯曲挽度代入该关系公式，计算得到该钞票的弹性模 量。
[0053] 在通过数据拟合方法拟合出钞票的弹性模量与弯曲挽度之间的关系公式之后，可 W将该息臂梁挽度作为弯曲挽度代入该关系公式，计算得到该钞票的弹性模量。
[0054] 本实施例中，首先，测量钞票两端的息臂梁挽度；然后，通过数据拟合方法拟合出 钞票的弹性模量与弯曲挽度之间的关系公式；最后，将该息臂梁挽度作为弯曲挽度代入该 关系公式，计算得到该钞票的弹性模量。在本实施例中，将测量得到的钞票两端的息臂梁挽 度代入拟合出来的关系公式，计算得出弹性模量。由于该关系公式通过拟合的方式生成，将 钞票不均匀的特点也考虑进去，该方法适用于旧钞票，可W解决旧钞票弹性模量的测量问 题，并且测量效率高。
[00巧]为便于理解，下面对本发明实施例中的测量钞票的弹性模量的方法进行详细描 述，请参阅图2,本发明实施例中测量钞票的弹性模量的方法另一个实施例包括：
[0056] 201、测量钞票两端的息臂梁挽度；
[0057] 首先，可W测量钞票两端的息臂梁挽度。该息臂梁挽度是指使用息臂梁的测量方 法得到的钞票两端的弯曲挽度。
[0058] 202、使用厚度测量仪器测量钞票不同位置的厚度值；
[0059] 可W使用厚度测量仪器测量钞票不同位置的厚度值。可W理解的是，由于钞票，尤 其是旧钞票，其不同位置的厚度分布并不一致，因此需要将其不同位置的厚度值都测量出 来。
[0060] 203、根据该厚度值建立对应的钞票模型；
[0061] 在测量得到钞票不同位置的厚度值之后，可W根据该厚度值建立对应的钞票模 型。
[0062] 204、对该钞票模型设置重力加速度；
[0063] 在根据该厚度值建立对应的钞票模型之后，还可W对该钞票模型设置重力加速 度，一般可W设置为9. 8m/S2D
[0064] 205、建立该钞票模型与对应测量装置的几何模型；
[0065] 在根据该厚度值建立对应的钞票模型之后，可W建立该钞票模型与对应测量装置 的几何模型。
[0066] 206、设定该几何模型的固定约束条件；
[0067]另，在建立该钞票模型与对应测量装置的几何模型之后，可W设定该几何模型的 固定约束条件。
[0068] 207、设置该钞票模型与对应测量装置之间的接触参数；
[0069] 在建立该钞票模型与对应测量装置的几何模型之后，还可W设置该钞票模型与对 应测量装置之间的接触参数。
[0070] 208、根据设定的求解时间和求解时间步长对该几何模型进行仿真运算，得到仿真 结果；
[0071] 在建立好该几何模型，并设定了固定约束条件和接触参数之后，可W根据设定的 求解时间和求解时间步长对该几何模型进行仿真运算，得到仿真结果。需要说明的是，可W 使用CAE(ComputerAided化gineering，计算机辅助工程）仿真运算来计算。
[0072] 209、从该仿真结果中提取出对应的钞票两端的弯曲挽度数组；
[0073] 在得到仿真结果之后，可W从该仿真结果中提取出对应的钞票两端的弯曲挽度数 组。
[0074] 210、通过数据拟合的方法根据该弯曲挽度数组和预设的弹性模量数组，拟合出钞 票的弹性模量与弯曲挽度之间的关系公式；
[00巧]在从该仿真结果中提取出对应的钞票两端的弯曲挽度数组之后，可W通过数据拟 合的方法根据该弯曲挽度数组和预设的弹性模量数组，拟合出钞票的弹性模量与弯曲挽度 之间的关系公式。
[0076] 为便于理解，下面将对步骤202至210进行举例说明和详细描述，如下：
[0077] 采用CAE方法仿真计算钞票弯曲挽度与弹性模量的关系公式，方法流程如图2所 /JnO
[0078] 利用多体动力学仿真软件中纸张单元的定义，计算钞票在自身重力作用下的弯曲 挽度。纸张单元的定义如为；^ = -^-('^^式中T为弯曲力，1^为弯曲刚度，弯曲刚度1^与 弹性模量的关系为：k= ^^12L0为弯曲角度，C为粘性系数。计算弹性模量为E的钞票 在重力作用下的弯曲响应，可获得钞票两侧的最大弯曲挽度K，因此，该计算方法能够确定 钞票弹性模量与弯曲挽度之间的关系。
[0079] 特别的，为了模拟真实旧钞票的重力分布，使用厚度测量仪器测量钞票不同位置 的厚度，建立具有厚度不同分布的钞票模型，使钞票模型与所测量钞票的质量分布具有一 致性。预设一弹性模量数组[100, 200, 300,...... 2300, 2400, 2500]，单位为MPa,该数组的 数值范围覆盖了实际钞票的弹性模量的范围。
[0080] 在CAE软件对钞票模型设置重力加速度为9. 8m/s2。建立与测量装置的几何模型， 并将其设定为固定约束。设置钞票模型与测量装置模型之间的接触参数，该接触参数的确 定，可通过模型试算，保证钞票模型与测量装置模型不发生穿透即可。设定求解时间和求解 时间步长，进行求解。图3为钞票在自身重力下的弯曲状态的仿真结果。
[0081] 求解完毕后，通过CAE软件后处理模块提取出相对应的钞票两端的弯曲挽度 数组K比1，k2,k3......k23,k24,k2引，由钞票弹性模量数组与钞票弯曲挽度数组可绘 制二者的关系曲线，如图4所示。通过参数拟合的方法，拟合出钞票弹性模量E与钞票 弯曲跨度K之间的关系公式E=f〇〇，E=a0+al*k+a2冲化a3冲3+a4冲4+a5冲5,其中aO,al，a2,a3,a4,a5是拟合系数。其他建立钞票弹性模量与弯曲挽度之间关系的计算方法 或测量方法与CAE方法等效。
[0082] 211、将该息臂梁挽度作为弯曲挽度代入该关系公式，计算得到该钞票的弹性模 量。
[0083] 在得到该关系公式之后，可W将该息臂梁挽度作为弯曲挽度代入该关系公式，计 算得到该钞票的弹性模量。
[0084] 如上述，可W将所测量的旧钞票的最大弯曲挽度代入公式；E= a0+al*k+a2*k2+a3*k3+a4*k4+a5*k5中，即可计算出该钞票的弹性模量E。如图5所示，为 钞票弹性模量与弯曲挽度的计算结果数据表格。
[0085] 本实施例提供的测量钞票的弹性模量的方法无需对钞票进行裁剪，测量过程无需 施加额外载荷，不改变钞票的状态，具有测量结果准确、重复性好、可靠性高，简单易用等优 点。
[0086] 上面主要描述测量钞票的弹性模量的方法，下面将对测量钞票的最大弯曲挽度的 装置进行详细的描述，请参阅图6,本发明实施例中测量钞票的最大弯曲挽度的装置一个实 施例包括：
[0087] 底座1、支撑主体2、导轨3、滑块4和水平直杆5 ;
[0088] 该支撑主体2垂直安装于该底座1上的中也位置，用于固定支撑钞票；
[0089] 该导轨3设置于该支撑主体2的侧面；
[0090] 该滑块4固定安装于该水平直杆5的中也位置，可在该导轨3上移动；
[0091] 该滑块4可锁紧在该导轨3上。
[0092] 优选地，该支撑主体2焊接于该底座1上。
[0093] 优选地，该滑块4通过螺纹锁紧在该导轨3上。
[0094] 优选地，该支撑主体2的水平顶面刻有一条中线。
[0095] 优选地，该支撑主体2为垂直钢盒。
[0096] 该装置具有结构简单、容易制作、操作方便的特点，该测量钞票的最大弯曲挽度的 装置的操作步骤可W为：
[0097] 1、放松滑块4,让水平直杆5置于底座1面上；
[0098] 2、用铅笔在钞票面上轻轻划上中线，将钞票放置垂直钢盒顶面上，调整钞票面上 中线与垂直钢盒顶面的中线重合，确保钞票两侧息空部分是对称的，用铁块将钞票中部压 在垂直钢盒顶面上，确保钞票在自身重力作用下其中线位置不发生偏移。
[0099] 3、让钞票两端在自身重力下自由下垂，等待钞票两侧停止上下摆动，静止后，缓慢 抬起水平直杆5,让直杆随滑块4沿着导轨3向上移动，使水平直杆5高度与钞票两侧的高 度相同，即水平直杆5与钞票两侧边刚好接触，并将滑块4锁紧，确保水平直杆5的高度固 定。记录水平直杆5在带刻度的垂直钢盒上的位置刻度数值，该数值即为钞票两侧最大的 弯曲挽度。
[0100] 4、为减少误差，提高精度，可采用重复测量的方法减少误差，如重复测量10次。则 最后得到最大弯曲挽度，该最大弯曲挽度可W认为是图1或2对应实施例中所说的息臂梁 挽度。
[0101] 因此，该测量钞票的最大弯曲挽度的装置可W用于完成图I或2对应实施例中"测 量钞票两端的息臂梁挽度"的步骤。
[0102] 所属领域的技术人员可W清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统， 装置和单元的具体工作过程，可W参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再费述。
[0103] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所掲露的系统，装置和方法，可W 通过其它的方式实现。例如，W上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的 划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可W有另外的划分方式，例如多个单元或组件 可W结合或者可W集成到另一个系统，或一些特征可W忽略，或不执行。另一点，所显示或 讨论的相互之间的禪合或直接禪合或通信连接可W是通过一些接口，装置或单元的间接禪 合或通信连接，可W是电性，机械或其它的形式。
[0104] 所述作为分离部件说明的单元可W是或者也可W不是物理上分开的，作为单元显 示的部件可W是或者也可W不是物理单元，即可W位于一个地方，或者也可W分布到多个 网络单元上。可W根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目 的。
[0105] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可W集成在一个处理单元中，也可W 是各个单元单独物理存在，也可W两个或两个W上单元集成在一个单元中。上述集成的单 元既可W采用硬件的形式实现，也可W采用软件功能单元的形式实现。
[0106] 所述集成的单元如果W软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用 时，可W存储在一个计算机可读取存储介质中。基于该样的理解，本发明的技术方案本质 上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可WW软件产品的形 式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用W使得一台计算 机设备（可W是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法 的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括；U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM,ReacK)nly Memcxry)、随机存取存储器（RAM，RandomAccessMemcxry)、磁碟或者光盘等各种可W存储程 序代码的介质。
[0107] W上所述，W上实施例仅用W说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前 述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可W对前 述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而该些 修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1. 一种测量钞票的弹性模量的方法，其特征在于，包括： 测量钞票两端的悬臂梁挠度； 通过数据拟合方法拟合出钞票的弹性模量与弯曲挠度之间的关系公式； 将所述悬臂梁挠度作为弯曲挠度代入所述关系公式，计算得到所述钞票的弹性模量。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过数据拟合方法拟合出钞票的弹 性模量与弯曲挠度之间的关系公式具体包括： 使用厚度测量仪器测量钞票不同位置的厚度值； 根据所述厚度值建立对应的钞票模型； 对所述钞票模型设置重力加速度； 建立所述钞票模型与对应测量装置的几何模型； 根据设定的求解时间和求解时间步长对所述几何模型进行仿真运算，得到仿真结果； 从所述仿真结果中提取出对应的钞票两端的弯曲挠度数组； 通过数据拟合的方法根据所述弯曲挠度数组和预设的弹性模量数组，拟合出钞票的弹 性模量与弯曲挠度之间的关系公式。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在建立所述钞票模型与对应测量装置的 几何模型之后还包括： 设定所述几何模型的固定约束条件。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在建立所述钞票模型与对应测量装置的 几何模型之后还包括： 设置所述钞票模型与对应测量装置之间的接触参数。
5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于， 所述仿真运算为CAE仿真运算。
6. -种测量钞票的最大弯曲挠度的装置，其特征在于，包括： 底座、支撑主体、导轨、滑块和水平直杆； 所述支撑主体垂直安装于所述底座上的中心位置，用于固定支撑钞票； 所述导轨设置于所述支撑主体的侧面； 所述滑块固定安装于所述水平直杆的中心位置，可在所述导轨上移动； 所述滑块可锁紧在所述导轨上。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于， 所述支撑主体焊接于所述底座上。
8. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于， 所述滑块通过螺纹锁紧在所述导轨上。
9. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于， 所述支撑主体的水平顶面刻有一条中线。
10. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于， 所述支撑主体为垂直钢盒。
【文档编号】G01N3/08GK104359765SQ201410729518
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】方敏杰, 罗攀峰, 梁添才, 龚文川 申请人:广州广电运通金融电子股份有限公司