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耐折度儀的核心工作原理是:模擬材料在實(shí)際使用中 “反復(fù)折疊” 的場景,通過 “固定張力下雙向反復(fù)折疊試樣,直至試樣斷裂”,統(tǒng)計(jì)斷裂前的折疊次數(shù)(或折疊角度對(duì)應(yīng)的耐折力),評(píng)估材料的抗反復(fù)折疊性能—— 折疊次數(shù)越多、耐折力越大,材料的柔韌性和耐用性越強(qiáng)。

一、核心原理類比(快速理解)
就像我們用手捏住一張紙的兩端,在同一個(gè)折痕處反復(fù) “對(duì)折 - 展開 - 再對(duì)折”,直到紙張被折斷,數(shù)一下折了多少次 —— 儀器只是用機(jī)械結(jié)構(gòu)替代人工,保證 “折疊角度、張力、速度” 完全標(biāo)準(zhǔn)化,讓測(cè)試結(jié)果更精準(zhǔn)、可重復(fù),避免人工操作的力度不均、角度偏差影響數(shù)據(jù)。
二、詳細(xì)工作步驟(從準(zhǔn)備到出結(jié)果)
1. 試樣準(zhǔn)備:統(tǒng)一測(cè)試基準(zhǔn)
將待測(cè)試樣(紙、紙板、薄膜、織物等)切成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的長條(比如紙張常用 15mm×140mm,符合 GB/T 457-2002《紙和紙板耐折度的測(cè)定(肖伯爾法)》);
測(cè)試前將試樣放在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中平衡(溫度 23℃±1℃,濕度 50%±2%),避免溫濕度導(dǎo)致材料變硬或變軟,影響耐折性能;
部分材料(如紙板)需在試樣中心預(yù)制微小折痕,確保折疊力集中在同一位置,避免斷裂位置偏移。
2. 夾持固定:施加恒定張力
將試樣的一端固定在儀器的 “固定夾持器” 上,另一端固定在 “活動(dòng)夾持器” 上;
儀器自動(dòng)對(duì)試樣施加固定張力(比如紙張測(cè)試通常為 9.81N,約 1kg 拉力)—— 張力的作用是讓試樣保持緊繃,折疊時(shí)折痕清晰,避免松弛導(dǎo)致折疊力分散;
兩個(gè)夾持器的間距固定(通常為 100mm),確保試樣的有效折疊長度一致。
3. 雙向反復(fù)折疊:機(jī)械驅(qū)動(dòng)
儀器啟動(dòng)后,通過電機(jī)或凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng) “活動(dòng)夾持器” 做雙向擺動(dòng),實(shí)現(xiàn)反復(fù)折疊:
第一次擺動(dòng):活動(dòng)夾持器向一側(cè)旋轉(zhuǎn)至固定角度(通常為 ±135°,即從水平位置向左折 135°,再向右折 135°,完成一次 “雙向折疊”);
折疊速度固定(如 175 次 / 分鐘,符合國標(biāo)要求),確保每次折疊的力度和節(jié)奏一致;
折疊過程中,折痕始終集中在試樣的中心位置(夾持器連線的中點(diǎn)),模擬實(shí)際使用中 “同一位置反復(fù)折疊” 的場景。
4. 斷裂檢測(cè)與計(jì)數(shù):記錄耐折次數(shù)
隨著折疊次數(shù)增加,試樣的纖維逐漸疲勞、斷裂:
當(dāng)試樣完全斷裂時(shí),儀器的 “斷裂檢測(cè)裝置”(通常為光電傳感器或張力傳感器)會(huì)立即觸發(fā) —— 要么是斷裂后試樣張力消失,要么是光線被切斷,傳感器捕捉到信號(hào);
儀器的 “計(jì)數(shù)器” 同步停止工作,記錄下斷裂前的 “總折疊次數(shù)”(單位:次)—— 這個(gè)次數(shù)就是材料的 “耐折度值”;
對(duì)于高韌性材料(如薄膜、布料),部分機(jī)型還會(huì)同時(shí)記錄 “折疊過程中的最大耐折力”(單位:N),反映材料抵抗折疊的力值大小。
5. 數(shù)據(jù)輸出:量化耐折性能
儀器直接顯示核心數(shù)據(jù):耐折次數(shù)(如 “120 次”),部分高端機(jī)型會(huì)統(tǒng)計(jì)多組試樣的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差(用于質(zhì)量控制);
核心邏輯:折疊次數(shù)越多→材料纖維韌性越強(qiáng)→耐折性能越好(比如書寫紙耐折次數(shù)通常在數(shù)百次,而牛皮紙可達(dá)到數(shù)千次,紙板因厚度大可能僅幾十次)。
三、關(guān)鍵原理補(bǔ)充(為什么這么設(shè)計(jì)?)
固定折疊角度的必要性:折疊角度越大,材料的彎曲程度越劇烈,斷裂速度越快;固定 ±135°(或其他標(biāo)準(zhǔn)角度)是為了讓不同材料的測(cè)試條件統(tǒng)一,結(jié)果具有可比性 —— 比如不能用 90° 折疊測(cè)紙張,用 180° 折疊測(cè)紙板,否則無法橫向?qū)Ρ取?br/>恒定張力的作用:如果張力過小,試樣折疊時(shí)會(huì)松弛,折痕不明顯,纖維受力均勻,耐折次數(shù)會(huì)偏高;如果張力過大,試樣本身已受拉應(yīng)力,折疊時(shí)容易提前斷裂,結(jié)果偏低 —— 國標(biāo)規(guī)定的 9.81N 張力是平衡后的最優(yōu)值,能真實(shí)反映材料本身的耐折性。
雙向折疊的意義:實(shí)際使用中材料的折疊多為 “雙向”(如書本翻頁、紙箱折疊),單向折疊(僅向一側(cè)折)無法模擬真實(shí)場景,雙向折疊更貼合實(shí)際應(yīng)用需求,測(cè)試結(jié)果更具參考價(jià)值。
斷裂檢測(cè)的精準(zhǔn)性:試樣斷裂是瞬間發(fā)生的,傳感器需具備毫秒級(jí)響應(yīng)速度,避免漏記或多記折疊次數(shù) —— 光電傳感器通過 “光線是否被試樣遮擋” 判斷,張力傳感器通過 “張力是否突變” 判斷,兩種方式均能精準(zhǔn)捕捉斷裂瞬間。
四、應(yīng)用場景與原理適配
造紙廠:檢測(cè)紙張的耐折性能(如書寫紙、衛(wèi)生紙、包裝紙),判斷是否符合使用要求(比如衛(wèi)生紙需耐多次擦拭折疊,包裝紙需耐運(yùn)輸過程中的擠壓折疊);
包裝廠:評(píng)估紙板、紙箱的耐折性,避免運(yùn)輸或使用中因反復(fù)折疊導(dǎo)致破損;
紡織廠:測(cè)試布料的耐折皺性能(如服裝面料、工業(yè)用布),反映面料的耐用性。
耐折度儀的工作原理可簡化為:固定張力 + 固定角度→雙向反復(fù)折疊試樣→捕捉斷裂瞬間→統(tǒng)計(jì)折疊次數(shù)→量化耐折性能,核心是 “標(biāo)準(zhǔn)化折疊條件 + 精準(zhǔn)斷裂檢測(cè)”,通過模擬實(shí)際折疊場景,客觀評(píng)估材料的柔韌性和耐用性,是造紙、包裝、紡織等行業(yè)質(zhì)量檢測(cè)的核心設(shè)備。
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