专利名称：：薄板类木质材料力学性能快速测量装置的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种薄板类木质材料力学性能快速测量装置，属于材料力学性能试验检测领域。
背景技术：
：.薄板类木质材料是指厚度为l-5mm的纤维板、刨花板、木塑材料板(Wood-fiberplastic)、人造薄木、纸托包装材料(Pulpmoldedproducts)等。目前应用量庞大，主要用途包括建筑材料，如三维轻结构工程木质材料板(3DEngineeredComposites)的基本组件、结构用集成材表板等；装饰装修材料，如非承重的隔墙板、墙板、屋面顶板、车厢等内壁用板、地板、地板铺装用垫板等；包装材料，如集装箱板、各种包装箱板；家具材料，如各种台面、搁板；电器外壳，如音响壳体、电视机壳体等。这类材料目前发展很快，但一直没有像木材、厚人造板及薄纸那样有较为成熟的力学性能快速检测技术、方法和仪器。对大尺寸木材和规格材，两种非常流行的快速力学性能检测方法是简支梁支承振动法和应力波法。两种方法都用于检测木材的弹性模量。在振动法中，主要测量木材的振动频率、尺寸和重量。而应力波法主要测量敲击波的传播时间并计算弹性模量。对薄板类木质材料来讲，简支梁支承振动法是不能使用的，因为被测对象重量太轻以致在振动过程中不能与支承间保持良好接触，从而获取不到必要的振动信号。同时，振动频率也非常难于测得，因为为保持与支承接触，必须使被测对象的振幅非常小。而应力波法由于传感器不易固定，也难于用于这类材料力学性能的快速测量。本实用新型是基于悬臂梁弯曲变形理论和振动理论，即根据木质材料薄板悬臂梁试件静态弯曲变形、振动特性与其弹性模量之间的相关关系进行工作。首先对试件自由端施加一个精确的初始位移，同时利用测力传感器传感力的大小；再根据悬臂梁静态弯曲变形理论，利用程序实时计算出试件的静态弯曲弹性模量(简称静态MOE)。然后释放试件自由端，使试件产生自由振动，通过激光传感器传感试件的自由振动位移信号，经计算机进行数据采集和处理后，得出试件的动态弯曲弹性模量(简称动态MOE)和阻尼比等。
实用新型内容本实用新型的目的是提出一种薄板类木质材料力学性能快速测量装置，通过薄板类木质材料悬臂梁试件的静态弯曲变形和自由振动，以及数据信号的分析和计算，测定薄板类木质材料的静态弯曲弹性模量(静态MOE)、动态弯曲弹性模量(动态MOE)和振动阻尼比等。本实用新型的技术方案如下本实用新型一种薄板类木质材料力学性能快速测量装置，主要由两部分组成机械结构部分和数据处理部分，如图1所示。机械结构部分的主要功能是试件的夹持、调整、初始位移施加、初始力传感、激振和振动信号的传感。在机械结构部分，试件被垂直装夹，上端夹持，下端自由。试件装夹部分位置上下可调，适于测量不同长度的试件。激光传感器位置可调，适应于不同试件的不同自身原始变形。拉钩位置水平可调，适于对试件自由端施加不同的初始位移，能精确设定这个初始位移量；在初始位移施加后，测力传感器可以传感初始力的大小。另外，在初始位移施加后，拉钩能迅速释放试件，实现试件的自由振动。测力传感器应为小量程、精密力传感器，激光传感器应为高精度位移传感器。数据处理部分的主要功能是对初始力信号和振动信号的调理、采集、处理、计算出被测试件的静态弯曲弹性模量、动态弯曲弹性模量和振动阻尼比等。数据处理部分主要由信号调理盒和计算机组成。信号调理盒中有力信号放大器、激光传感器振动信号放大器、数据采集卡等。计算机中有用于数据釆集、处理的专用软件。数据采集、处理软件可采用任何计算机程序语言编制。1.1测量装置机械结构部分如图2所示，测量装置机械结构又分为四个部分基础框架部分A、试件装夹部分B、初始加力部分C、振动传感部分D。基础框架部分是整个测量装置的支持主体。试件装夹部分可以使试件的一端固定，构成试件悬臂梁弯曲和振动，防止试件发生倾斜和移动。初始加力部分可以有效地给试件自由端提供水平方向的初始位移和初始力，并能通过计算机釆初始力信号，计算静态MOE。振动传感部分可以准确地获取试件悬臂梁振动过程中的位移振动信号并传送到计算机，计算机通过数据分析、处理，得出动态MOE。如图3所示，基础框架部分A主要由底座1和支架14组成；底座1和支架14固定连接；在底座1上固定有直线导轨20，在支架14上固定有直线导轨16;直线导轨20与底座l间，以及直线导轨16与支架14间通过螺钉固定连接。如图3和图4所示，试件装夹部分B由螺钉7、压盖8、压板34、支座15、插销11(两个)、弯板12、滑座35等组成。压盖8固定在支座15上，支座15固定在滑座35上，滑座35与导轨16构成直线导轨组。滑座35与弯板12固定相连，插销11插入支架14上的定位孔内，实现整个试件装夹部分的上下位置的定位和固定。支架14上有四对不同高度的定位孔(a、定位孔l，b、定位孔2，c、定位孔3，d、定位孔4)，每对定位孔对称分布在直线导轨16两侧(图3上只显示了四对定位孔一侧位置)。每对定位孔实现"试件装夹部分"一个垂直位置，即对应一个系列长度的试件；四对不同高度的定位孔实现"试件装夹部分"四个垂直位置，即对应于四个不同长度的试件系列。根据需要，在不同高度上可增加定位孔，甚至做成连续可调节结构，以适于不同长度试件的测量需求。如图3和图5所示，初始加力部分C由滑座23、支座2、丝杠21、测力传感器3、连接件4、拉钩5等组成。拉钩5通过销轴40与连接件4连接，拉钩5可以绕销轴40转动。销轴40上套有扭簧37，用于给拉钩5—个向上的支持力，调节螺钉36可以保持拉钩5水平。支座2与滑座23固定联接。压下拉钩5，钩住试件6下端，测力传感器3会传感出初始(静态)力。拉钩5水平位置的移动可以通过旋转丝杠21实现。挡板38与支撑座27固定联接。螺母19和螺母22在拉钩5的水平位置调整完成后，用来锁紧丝杠21，保持拉钩5与支撑座27间的距离固定不变。如图6所示，振动传感部分D由激光传感器25、上支撑座26、支撑座27、滑座31、丝杠28、支座29等组成。支座29通过四个螺钉30固定在底座1上。激光传感器25、上支撑座26、支撑座27、滑座31，四者间通过螺钉固定相连。旋转丝杠28可以调节激光传感器25水平位置。挡板32与支撑座27固定在一起。1.2测量装置数据处理部分测量装置的数据处理部分主要由信号调理盒和计算机组成。1.2.1信号调理盒如图7所示，信号调理盒由力信号放大器、激光传感器振动信号放大器、数据采集卡、直流电源等组成。力信号放大器和振动信号放大器要分别与所选用的力传感器和激光传感器配套，一般要求传感器厂商与传感器一起配套提供。数据采集卡分别与两个放大器相连，同时与计算机联接；直流电源分别与两个放大器相连，为两个放大器提供一定电压的直流供电。直流供电电压根据所选传感器和放大器的要求而定。本实用新型一种薄板类木质材料力学性能快速测量方法，具体为如下步骤(1)精确设定初始位移值。5调整"试件装夹部分B"的垂直位置，选择一个表面光洁的金属板，将金属板装夹到测量装置上；微调激光传感器25水平位置，至其输出电压为0;调整拉钩5的水平位置，初步测量金属板左侧面与拉钩5内槽左边沿的距离；保持拉钩5与支撑座27间的距离固定不动；再次精确测量金属板左侧面与拉钩5内槽左边沿的距离；这个距离值就是试件自由端的初始位移值A。(2)装夹试件。根据不同试件长度，调整"试件装夹部分B"的高度，将试件6装夹在测量装置上。(3)设定测量结果存储目录和文件名，输入试件基本参数。打开软件，设定测量结果存储目录和文件名，输入被测试件基本参数；试件基本参数包括试件编号(名称)，试件宽度6(mm)，试件厚度/(mm)，试件总长度Z(mm)，试件自由端初始位移A(mm)，试件质量M(g)。软件自动计算试件悬臂长度/为试件总长度丄减去夹持长度50mm。(4)激光传感器位移输出调零。为消除试件装夹后，其自身原始变形对测量的影响，正式测量前需要将激光传感器零点对准试件左侧面。点击软件界面上"开始调零"图标。软件采集、显示激光传感器输出的位移信号，通过旋转丝杠28，微调激光传感器25水平位置，至其输出电压为O。点击软件界面上"停止调零"图标。(5)测量静态MOE。手动将试件底部右移，并将其挂在拉钩5上。相当于给试件自由端施加一个初始位移A。点击"开始测量"图标。软件采集初始位移力信号户，采集时间为1至几秒钟；计算静态MOE，显示测量结果。(6)测量动态MOE。静态MOE测量结果显示后，拉钩5向下移开，释放试件6自由端，试件自由振动。激光传感器25传感振动位移，软件自动识别振动信号，并采集、显示振动位移信号，采集时间为数秒钟，计算动态MOE。具体信号分析、处理内容包括(l)计算有阻尼一阶固有频率力，(2)计算阻尼比f，(3)计算无阻尼一阶固有频率/，(4)计算试件动态MOE。(7)存储、显示测量结果。软件自动存储被测试件测量结果，包括试件编号(名称)、静态弯曲弹性模量(静态MOE)、动态弯曲弹性模量(动态MOE)、振动阻尼比、有阻尼一阶固有频率力和无阻尼一阶固有频率/。软件自动显示被测试件三个测量结果静态MOE(先显示于第(5)步结束时)、动态MOE和振动阻尼比。至此，一个测量过程完毕。本实用新型一种薄板类木质材料力学性能快速测量装置，其优点及功效在于能快速、方便地测定薄板类木质材料的力学性能，包括静态弯曲弹性模量(静态MOE)、动态弯曲弹性模量(动态MOE)、振动阻尼比、有阻尼一阶固有频率/^和无阻尼一阶固有频率/。与传统测量装置和方法(三点或四点弯曲测量、拉伸测量等)相比，本实用新型的薄板类木质材料力学性能快速测量的测量装置及测量方法，节约了时间、成本，操作简便。图1所示为本实用新型装置组成框图图2所示为本实用新型装置机械结构部分示意图(一)图3所示为本实用新型装置机械结构部分示意图(二)图4所示为本实用新型装置之试件装夹部分结构示意图图5所示为本实用新型装置之初始加力部分结构示意图图6所示为本实用新型装置机械结构部分示意图(三)图7所示为本实用新型装置之信号调理盒组成框图图8所示为测量装置软件流程图图9所示为试件初始变形、初始力示意图。图中具体标号及符号说明如下图1中+代表位置可调A、基础框架部分B、试件装夹部分C、初始加力部分D、振动传感部分a、定位孔1b、定位孔2c、定位孔3d、定位孔41、底座2、支座3、测力传感器4、连接件5、拉钩6、试件7、螺钉8、压盖9、螺钉10、螺钉11、插销12、弯板13、限位螺钉14、支架15、支座16、直线导轨17、限位螺钉18、螺钉19、螺母20、直线导轨721、丝杠22、螺母23、滑座24、限位螺钉25、激光传感器26、上支撑座27、支撑座28、丝杠29、支座30、螺钉31、滑座32、挡板33、螺钉34、压板35、滑座36、调节螺钉37、扭簧38、挡板39、螺钉40、销轴41、螺钉42、信号调理盒43、计算机44、力信号放大器45、振动信号放大器46、直流电源47、数据采集卡具体实施方式以下结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步说明。本实用新型一种薄板类木质材料力学性能快速测量装置，主要由两部分组成机械结构部分和数据处理部分，如图l所示。机械结构部分的主要功能是试件的夹持、调整、初始位移施加、初始力传感、激振和振动信号的传感。在机械结构部分，试件被垂直装夹，上端夹持，下端自由。试件装夹部分位置上下可调，适于测量不同长度的试件。激光传感器位置可调，适应于不同试件的不同自身原始变形。拉钩位置水平可调，适于对试件自由端施加不同的初始位移，能精确设定这个初始位移量；在初始位移施加后，测力传感器可以传感初始力的大小。另外，在初始位移施加后，拉钩能迅速释放试件，实现试件的自由振动。测力传感器应为小量程、精密力传感器，如可采用航天701研究所制造的悬臂式测力传感器，型号BK-5D，量程3Kg，精度0.05%。激光传感器应为高精度位移传感器，如可采用日本产SUNX(视神)，型号ANR1250激光传感器+ANR5131放大器(控制器)。数据处理部分的主要功能是对初始力信号和振动信号的调理、采集、处理、计算出被测试件的静态弯曲弹性模量、动态弯曲弹性模量和振动阻尼比等。数据处理部分主要由信号调理盒和计算机组成。信号调理盒中有力信号放大器、激光传感器振动信号放大器、数据采集卡等。数据采集卡为一般16位的数据采集卡，如可采用美国NI公司生产的NI-USB2008数据采集卡。计算机中有用于数据采集、处理的专用软件。数据釆集、处理软件可采用任何计算机程序语言编制，若采用Labview虚拟仪器语言编制会更方便。测量装置机械结构部分如图2所示，测量装置机械结构又分为四个部分基础框架部分A、试件装夹部分B、初始加力部分C、振动传感部分D。基础框架部分是整个测量装置的支持主体。试件装夹部分可以使试件的一端固定，构成试件悬臂梁弯曲和振动，防止试件发生倾斜和移动。初始加力部分可以有效地给试件自由端提供水平方向的初始位移和初始力，并能通过计算机采初始力信号，计算静态MOE。振动传感部分可以准确地获取试件悬臂梁振动过程中的位移振动信号并传送到计算机，计算机通过数据分析、处理，得出动态MOE。如图3所示，基础框架部分A主要由底座1和支架14组成；底座1和支架14间通过四个螺钉18固定连接；在底座1上固定有直线导轨20，在支架14上固定有直线导轨16;直线导轨20与底座1间，以及直线导轨16与支架14间通过螺钉固定连接。如图3和图4所示，试件装夹部分B由螺钉7、压盖8、压板34、支座15、插销11(两个)、弯板12、滑座35等组成。压盖8通过四个螺钉9固定在支座15上，支座15通过四个螺钉固定在滑座35上，滑座35与导轨16构成直线导轨组。旋转螺钉7，向压板34加力，将试件6压在支座15上。滑座35与弯板12通过两个螺钉10固定相连，插销11插入支架14上的定位孔内，实现整个试件装夹部分的上下位置的定位和固定。支架14上有四对不同高度的定位孔(a、定位孔l，b、定位孔2，c、定位孔3，d、定位孔4)，每对定位孔对称分布在直线导轨16两侧(图3上只显示了四对定位孔一侧位置)。每对定位孔实现"试件装夹部分"一个垂直位置，即对应一个系列长度的试件；四对不同高度的定位孔实现"试件装夹部分"四个垂直位置，即对应于四个不同长度的试件系列。根据需要，在不同高度上可增加定位孔，甚至做成连续可调节结构，以适于不同长度试件的测量需求。如图3和图5所示，初始加力部分C由滑座23、支座2、丝杠21、测力传感器3、连接件4、拉钩5等组成。拉钩5通过销轴40与连接件4连接，拉钩5可以绕销轴40转动。销轴40上套有扭簧37，用于给拉钩5—个向上的支持力，调节螺钉36可以保持拉钩5水平。支座2与滑座23间通过四个螺钉41固定联接。压下拉钩5，钩住试件6下端，测力传感器3会传感出初始(静态)力。拉钩5水平位置的移动可以通过旋转丝杠21实现。挡板38通过两个螺钉39与支撑座27固定联接。螺母19和螺母22在拉钩5的水平位置调整完成后，用来锁紧丝杠21，保持拉钩5与支撑座27间的距离固定不变。如图6所示，振动传感部分D由激光传感器25、上支撑座26、支撑座27、滑座31、丝杠28、支座29等组成。支座29通过四个螺钉30固定在底座1上。激光传感器25、上支撑座26、支撑座27、滑座31，四者间通过螺钉固定相连。旋转丝杠28可以调节激光传感器25水平位置。挡板32通过两个螺钉33与支撑座27固定在一起。测量装置数据处理部分测量装置的数据处理部分主要由信号调理盒42和计算机43组成。信号调理盒如图7所示，信号调理盒42由力信号放大器44、激光传感器振动信号放大器45、数据采集卡47、直流电46等组成。力信号放大器44和振动信号放大器45要分别与所选用的力传感器和激光传感器配套，一般要求传感器厂商与传感器一起配套提供。两放大器输出均为模拟电压，最大输出值一般要求为土5V。数据采集卡为一般16位的数据采集卡，如可釆用美国NI公司生产的NI-USB2008数据采集卡。数据采集卡47分别与两个放大器相连，同时通过USB数据线与计算机的USB接口联接；直流电源46分别与两个放大器相连，为两个放大器提供一定电压的直流供电。直流供电电压根据所选传感器和放大器的要求而定，例如，航天701研究所制造的型号BK-5D悬臂式测力传感器，需要的直流供电电压为il2V;日本SUNX(视神)的ANR1250激光传感器与ANR5131放大器组合，需要的直流供电电压为12~24V。软件流程计算机中有用于信号采集、分析、处理的专用软件。软件流程图如图8所示。该软件可采用任何计算机程序语言编制，若采用Labview虚拟仪器语言编制会更方便。装夹试件后，打开软件。设定测量结果存储目录和文件名，输入被测试件基本参数。试件基本参数包括试件编号(名称)，试件宽度Mmm)，试件厚度Wmm)，试件总长度丄(mm)，试件自由端初始位移A(mm)，试件质量M(g)。软件自动计算试件悬臂长度/为试件总长度丄减去夹持长度50mm。点击软件界面上"开始调零"图标。软件采集、显示激光传感器输出的位移信号，调整激光传感器水平位置，至其输出电压为O。点击软件界面上"停止调零"图标。对试件自由端施加初始位移A，点击"开始测量"图标。软件采集初始力信号P，计算静态MOE。释放试件自由端，软件釆集、显示激光传感器传感的试件自由振动信号；分析、处理信号(1)计算有阻尼一阶固有频率^(2)计算阻尼比，(3)计算无阻尼一阶固有频率/，(4)计算试件动态MOE。存储、显示结果静态MOE、动态MOE、阻尼比等。至此，完成一个试件的一次测试过程。本实用新型一种薄板类木质材料力学性能快速测量方法，具体步骤如下(1)精确设定初始位移值。调整"试件装夹部分B"的垂直位置至a(定位孔l)。选择一个专门加工的，尺寸为140X50X1.5mm(长X宽X厚)，表面光洁的金属板。拧动螺钉7，将金属板装夹到测量装置上。点击软件界面上"开始调零"图标。软件采集、显示激光传感器输出的位移信号，通过旋转丝杠28，微调激光传感器25水平位置，至其输出电压为0。点击软件界面上"停止调零"图标。松开螺母19和螺母22，通过旋转丝杠21，调整拉钩5的水平位置，初步测量金属板左侧面与拉钩5内槽左边沿的距离。待拉钩5的水平大致位置调整完成后，拧紧螺母19和螺母22，锁紧丝杠21，保持拉钩5与支撑座27间的距离固定不动。再次精确测量金属板左侧面与拉钩5内槽左边沿的距离。记下这个距离值，这个值就是后面力学性能测量过程中，试件自由端的初始位移值A。在一次设定完成后，初始位移值A即固定下来，测量任何试件的初始位移都是这个值。待需要改变初始位移值A时，就重新执行这一步操作。(2)装夹试件6。根据不同试件长度，调整"试件装夹部分"的高度。拧动螺钉7，将试件6装夹在测量装置上。为简化试件6准备工作，根据试件厚度不同，试件长度取四种不同尺寸，但试件宽度均为50mm。具体试件尺寸规格见表l。本测量装置可测量最大试件尺寸(长X宽X厚)为500X50X8.6mm。试件夹持长度均为50mm。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>(3)设定测量结果存储目录和文件名，输入试件基本参数。打开软件，设定测量结果存储目录和文件名，输入被测试件基本参数。试件基本参数包括试件编号(名称)，试件宽度6(=50mm)，试件厚度/(mm)，试件总长度Z(mm)，试件自由端初始位移A(mm)，试件质量M(g)。软件自动计算试件悬臂长度/为试件总长度丄减去夹持长度50mm。(4)激光传感器位移输出调零。为消除试件装夹后，其自身原始变形对测量的影响，正式测量前需要将激光传感器零点对准试件左侧面。点击软件界面上"幵始调零"图标。软件采集、显示激光传感器输出的位移信号，通过旋转丝杠28,微调激光传感器25水平位置，至其输出电压为O。点击软件界面上"停止调零"图标。(5)测量静态MOE。手动将试件底部右移，并将其挂在拉钩5上。相当于给试件自由端施加一个初始位移△。点击"开始测量"图标。软件采集初始位移力信号i5，采集时间为1至几秒钟；计算静态MOE，显示测量结果。试件静态MOE测量、计算原理如下如图9所示，静态弹性模量￡=^。式中，户为初始静态力(N)，A为加载点位移量偷3(m)，/为悬臂梁悬出(非被装夹)部分长度(m)，6为试件宽度(m)，f为试件厚度(m)。(6)测量动态MOE。静态MOE测量结果显示后，拉钩5向下移开，释放试件6自由端，试件自由振动。激光传感器25传感振动位移，软件自动识别振动信号，并采集、显示振动位移信号，采集时间为数秒钟，计算动态MOE。具体信号分析、处理内容包括(l)计算有阻尼一阶固有频率力，(2)计算阻尼比(T，(3)计算无阻尼一阶固有频率/，(4)计算试件动态MOE。具体信号分析、处理原理如下。有阻尼一阶固有频率力，由快速傅立叶变换算法对采集到的振动信号处理得到。阻尼比《=,^。式中，r5为自由振动振幅对数减縮；其计算式为c^^^ln^。其中，A为在振动衰减波形曲线上，选取的第1个振幅；A为在振动衰减波形曲线上，选取的第n个振幅。在有了有阻尼一阶固有频率力和阻尼比f后，无阻尼一阶固有频率的计算公式为/=~7^。最后，动态弹性模量五=12/^^^。式中，为密度(Kg/m3)，/为无阻尼一阶固有频率(Hz)，/为悬臂梁悬出(非被装夹)部分长度(m)，/为试件厚度(m)。而试件密度/=!。式中，M为试件质量(kg)，6为试件宽度(m)，丄为试件总长度(m)。&丄(7)存储、显示测量结果。软件自动存储被测试件测量结果，包括试件编号(名称)、静态弯曲弹性模量(静态MOE)、动态弯曲弹性模量(动态MOE)、振动阻尼比、有阻尼一阶固有频率^和无阻尼一阶固有频率/。除非重新设定存储目录和文件名，否则新测定结果继续写入前面文件结尾处。软件自动显示被测试件三个测量结果，包括静态MOE(先显示于第(5)步结束时)、动态MOE和振动阻尼比。至此，一个测量过程完毕。如不改变初始位移值A，下个测量过程从步骤(2)开始即可。12如果试件本身存在一定的弯曲或扭曲变形，或在试件长度方向上力学性质分布不一致，则测量结果会出现变动。推荐针对一个试件，进行左右、正反面四次测定，然后取四次测量结果的平均值作为试件弹性模量值。如果一个批次试件中随机抽样的多个试件的四次测量结果差别很小，对该批次其它试件可只测量一次。实施例一下面结合一个试件的一次测量，说明测量装置和测量过程的具体实施方式。试件材质为中密度板(MDF)，试件尺寸(长X宽X厚)为340X50X3.7mm。计算机中用于信号采集、分析、处理的专用软件采用Labview虚拟仪器语言编制。(1)精确设定初始位移值。调整"试件装夹部分"的垂直位置至"定位孔1"。选择一个专门加工的，尺寸为140X50X1.5mm(长X宽X厚)，表面光洁的金属板，装夹到测量装置上。点击软件界面上"开始调零"图标。软件采集、显示激光传感器输出的位移信号，通过旋转丝杠28，微调激光传感器25水平位置，至其输出电压为0。点击软件界面上"停止调零"图标。松开螺母19和螺母22，通过旋转丝杠21，调整拉钩5的水平位置，初步测量金属板左侧面与拉钩5内槽左边沿的距离。待拉钩5的水平大致位置调整完成后，拧紧螺母19和螺母22，锁紧丝杠21，保持拉钩5与支撑座27间的距离固定不动。再次精确测量金属板左侧面与拉钩5内槽左边沿的距离为12mm。这个值就是后面实际测量过程中，试件自由端初始位移值A=12mm。(2)装夹试件。调整"试件装夹部分"的垂直位置至"定位孔3"。拧动螺钉7，将试件装夹在测量装置上。试件夹持长度为50mm。(3)输入试件基本参数。打开软件，设定测量结果存储目录和文件名，输入被测试件基本参数。输入的试件基本参数包括试件编号=MDF3.7-1，试件宽度6-50mm,试件厚度f二3.7mm，试件总长度￡=340mm，试件自由端初始位移△=50mm，试件质量M:48.5g。软件自动计算试件悬臂长度/为290mm。(4)激光传感器位移输出调零。点击软件界面上"开始调零"图标。软件釆集、显示激光传感器输出的位移信号，通过旋转丝杠28，微调激光传感器25水平位置，至其输出电压为O。点击软件界面上"停止调零"图标。(5)测量静态MOE。手动将试件底部右移，并将其挂在拉钩5上。相当于给试件自由端施加一个初始位移A=12mm。点击"开始测量"图标。软件采集初始位移力信号P，采集时间为l秒钟；计算静态MOE-3.55GPa。(6)测量动态MOE。拉钩5向下移开，释放试件自由端，试件自由振动。激光传感器25传感振动位移，计算机采集、显示振动位移信号，采集时间为3秒钟，计算动态MOE。具体信号分析、处理结果为(1)有阻尼一阶固有频率力=15.891Hz，(2)振动阻尼比^"=0.075，(3)无阻尼一阶固有频率/=15.892Hz，(4)被测试件动态MOE=3.75GPa。(7)存储、显示测量结果。软件自动存储被测试件测量结果，包括试件编号(名称^MDF3.7-1、静态MOE:3.55GPa、动态MOE=3.75GPa、振动阻尼比0.075、有阻尼一阶固有频率力=15.891Hz和无阻尼一阶固有频率/=15.892Hz。软件自动显示被测试件三个测量结果。包括:静态MOE=3.55GPa、动态MOE=3.75GPa和振动阻尼比<^=0.075。权利要求1、一种薄板类木质材料力学性能快速测量装置，其特征在于该装置由两部分组成机械结构部分和数据处理部分，所述的机械结构部分又分为四个部分基础框架部分(A)、试件装夹部分(B)、初始加力部分(C)、振动传感部分(D)；基础框架部分(A)由底座(1)和支架(14)组成；底座(1)和支架(14)固定连接；在底座(1)上固定有直线导轨(20)，在支架(14)上固定有直线导轨(16)；直线导轨(20)与底座(1)间，以及直线导轨(16)与支架(14)间通过螺钉固定连接；试件装夹部分(B)由螺钉(7)、压盖(8)、压板(34)、支座(15)、插销(11)、弯板(12)、滑座(35)组成；压盖(8)固定在支座(15)上，支座(15)固定在滑座(35)上，滑座(35)与导轨(16)构成直线导轨组；滑座(35)与弯板(12)固定相连，插销(11)插入支架(14)上的定位孔内，实现整个试件装夹部分的上下位置的定位和固定；支架(14)上有四对不同高度的定位孔，每对定位孔对称分布在直线导轨(16)两侧；初始加力部分(C)由滑座(23)、支座(2)、丝杠(21)、测力传感器(3)、连接件(4)、拉钩(5)组成；拉钩(5)通过销轴(40)与连接件(4)连接，拉钩(5)可以绕销轴(40)转动；销轴(40)上套有扭簧(37)，用于给拉钩(5)一个向上的支持力，调节螺钉(36)可以保持拉钩(5)水平；支座(2)与滑座(23)固定联接；拉钩(5)水平位置的移动可以通过旋转丝杠(21)实现；挡板(38)与支撑座(27)固定联接；螺母(19)和螺母(22)在拉钩(5)的水平位置调整完成后，用来锁紧丝杠(21)，保持拉钩(5)与支撑座(27)间的距离固定不变；振动传感部分(D)由激光传感器(25)、上支撑座(26)、支撑座(27)、滑座(31)、丝杠(28)、支座(29)组成；支座(29)固定在底座(1)上；激光传感器(25)、上支撑座(26)、支撑座(27)、滑座(31)，四者间通过螺钉固定相连；旋转丝杠(28)调节激光传感器(25)水平位置；挡板(32)与支撑座(27)固定在一起；所述的数据处理部分包括信号调理盒(42)及计算机(43)；信号调理盒(42)由力信号放大器(44)、激光传感器振动信号放大器(45)、数据采集卡(47)、直流电源(46)组成；数据采集卡分别与两个放大器相连，同时通过USB数据线与计算机的USB接口联接；直流电源分别与两个放大器相连，为两个放大器提供一定电压的直流供电。专利摘要本实用新型涉及一种薄板类木质材料力学性能快速测量装置，由两部分组成机械结构部分和数据处理部分，机械结构部分又分为四个部分基础框架部分、试件装夹部分、初始加力部分、振动传感部分；数据处理部分包括信号调理盒及计算机；本实用新型的测量方法主要有以下几个步骤(1)精确设定初始位移值；(2)装夹试件；(3)设定测量结果存储目录和文件名，输入试件基本参数；(4)激光传感器位移输出调零；(5)测量静态MOE；(6)测量动态MOE；(7)存储、显示测量结果。本实用新型能快速、方便地测定薄板类木质材料的力学性能，与传统测量装置和方法相比，本实用新型的薄板类木质材料力学性能快速测量的测量装置及测量方法，节约了时间、成本，操作简便。文档编号G01N19/00GK201344893SQ200920105840公开日2009年11月11日申请日期2009年2月20日优先权日2009年2月20日发明者张厚江,郭志仁申请人:北京林业大学;张厚江