基于labview的纤维材料微拉伸测试系统设计

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1、分类号学号M201071355学校代码10487密级硕士学位论文基于LabVIEW的纤维材料微拉伸测试系统设计学位申请人：李召学科专业：固体力学指导教师：何玉明教授答辩日期：2013年2月6日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftherequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMicro-TensileTestSystemDesignforFiberMaterialsBasedonLabVIEWCandidate:LiZhaoMajor:SolidMechanicsSupervis

2、or:Prof.HeYumingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学

3、校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要随着微机电系统(MEMS)的迅速发展，越来越多的微器件和微系统开始走向实用化阶段。微尺度超细纤维材料由于具有轻柔性、耐腐蚀、耐高温、寿命长和高强度等特殊性质得到广泛应用。纤维材料尺寸向微纳米量级发展的情况下

4、，可能表现出了强烈的“尺度效应”，无法直接引用宏观材料的经典数据得到其力学性能参数。然而，纤维材料的基础力学性能参数对于提高微器件结构设计的可靠性和评价器件的寿命是必不可少的，如何获得其力学性能参数成为设计和制造领域所迫切需要解决的问题。因此，开发基于微拉伸法设计的纤维材料力学性能参数采集和分析系统，具有十分重要的意义。本文基于LabVIEW虚拟仪器开发平台，采用光学非接触测量方法，设计出一种纤维材料在微拉伸作用下的力学性能测试方法及系统装置，自动、实时、精确地测量出纤维材料在微拉伸时作用下的试验力—变形曲线，从而获得纤维材料的力学性能参数值。该系统装置主要由微力传

5、感器，激光位移传感器，驱动器，纤维夹具与机械平台，以及自动控制、数据采集与分析软件组成，具有量程宽、灵敏度高、精度高、稳定性高和抗干扰性强等特点。本文通过使用虚拟仪器技术，开发出了具有友好用户界面的测量控制软件，并成功地应用于纤维材料的微拉伸实验。同时，经过精度分析和数据处理，验证了测试系统的可靠性。关键词：纤维材料，微拉伸，非接触测量，虚拟仪器IABSTRACTAlongwiththerapiddevelopmentofMEMS,moreandmoremicrodevicesandmicrosystembegantostepintothepracticalleve

6、l.Microscalefibermaterialshavebeenwidelyusedduetosomespecialnaturessuchaslightsoft,corrosionresistance,hightemperatureresistant,longservicelifeandhighstrengthetc.Fibermaterialsshowstrong‘scaleeffect’underthecircumstancethattheirsizesisdevelopingintothemicro/nanoscale.Themechanicalprope

7、rtyparametersofthesematerialscannotbegotfromdirectlyreferencingtheclassicaldataofmacroscopicmaterials.However,thebasicmechanicalpropertyparametersoffibermaterialsareessentialtoimprovingthereliabilityofmicrodevices’constructiondesignandestimatingthelifetimeofthedevices.Therefore,thefi