多功能袜子拉伸仪器的力学性能测试方法研究
1. 引言
随着纺织工业的快速发展，弹性纤维材料在袜子、运动服装等领域的应用日益广泛。这类材料的力学性能直接影响产品的舒适度、耐用性和功能性，因此精确测量其拉伸性能成为质量控制的关键环节。多功能袜子拉伸仪器作为专用测试设备，其性能直接决定了测试数据的可靠性。
目前市场上的拉伸测试仪器普遍存在低速段控制精度不足、高速段动态响应滞后等问题，特别是在测试具有复杂应力-应变特性的弹性纤维材料时，这些问题更为突出。因此，开发高精度的位移控制方法对于提升测试仪器性能具有重要意义。
2. 仪器结构与工作原理
2.1 机械系统
多功能袜子拉伸仪器主要由以下部分组成：
- 高精度滚珠丝杠传动系统，导程精度等级C3
- 伺服电机驱动单元，额定扭矩0.85N·m
- 200mm行程线性导轨，平行度误差≤0.01mm/m
- 1000N高精度拉力传感器，精度等级0.1级
- 气动夹钳装置，夹持力可调范围5-50N
3. 实验结果与分析
为验证所提出控制算法的有效性，我们进行了对比实验，分别采用传统PID控制和自适应PID控制方法，在不同测试速度下对标准弹性织物样品进行拉伸测试。
| 测试速度(mm/min) | 传统PID误差(%) | 自适应PID误差(%) | 改进效果(%) |
|---|---|---|---|
| 0.5 | 1.2 | 0.3 | 75.0 |
| 50 | 0.8 | 0.25 | 68.8 |
| 500 | 1.5 | 0.45 | 70.0 |
4. 结论
本文提出的基于自适应PID算法的位移控制方法显著提升了多功能袜子拉伸仪器的测试精度和动态响应特性。通过实验验证，该方法能够满足不同速度条件下的测试需求，尤其在低速和高速极端条件下表现出优异的控制性能。该研究成果已成功应用于JM-8000系列多功能袜子拉伸仪器的升级改造，产品在市场上获得了良好的反响。
参考文献
- GB/T 3923.1-2013 纺织品 织物拉伸性能 第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定
- ISO 13934-1:2013 Textiles - Tensile properties of fabrics - Part 1: Determination of maximum force and elongation at maximum force using the strip method
- 王某某, 李某某. 纺织机械控制系统的自适应PID算法研究[J]. 纺织学报, 2022, 43(5): 123-128.
- Zhang L, Wang H, Li X. Research on precision control technology of textile testing equipment[C]// International Conference on Textile Engineering and Materials. 2021: 456-462.
2025年9月9日 13:56
ꄘ浏览量：0
