软薄膜疲劳试验机装置

摘要

本发明公开了一种软薄膜疲劳试验机装置，包括夹持模块、加载模块、传动模块和监测模块。其中，所述夹持模块用于夹紧所述软薄膜的周边部；所述加载模块位于所述夹持模块夹持的所述软薄膜的一侧；所述传动模块与所述加载模块相连，以驱动所述加载模块对所述夹持模块上的所述软薄膜施加周期性面外载荷，以使所述软薄膜沿着所述软薄膜的法向做周期性往复振动；所述监测模块用于监测所述软薄膜的面外载荷状态、变形状态和疲劳状态中的一种或多种。本发明能够对承受往复面外载荷的软材料薄膜进行疲劳测试，而且体积小、结构简单、模块独立、拆装灵活、成本低，方便推广应用。

权利要求

1.一种软薄膜疲劳试验机装置，其特征在于，包括夹持模块，所述夹持模块用于夹紧所述软薄膜的周边部；

加载模块，所述加载模块位于所述夹持模块夹持的所述软薄膜的一侧；

传动模块，所述传动模块与所述加载模块相连，以驱动所述加载模块对所述夹持模块上的所述软薄膜施加周期性面外载荷，以使所述软薄膜沿着所述软薄膜的法向做周期性往复振动；

监测模块，所述监测模块用于监测所述软薄膜的面外载荷状态、变形状态和疲劳状态中的一种或多种;

所述夹持模块包括第一夹持端和第二夹持端；所述第一夹持端包括第一夹持环和多个第一安装部，多个所述第一安装部沿所述第一夹持环的环向方向间隔开地固定在所述第一夹持环的外周面上；所述第二夹持端包括第二夹持环和多个第二安装部，多个所述第二安装部沿所述第二夹持环的环向方向间隔开地固定在所述第二夹持环的外周面上；所述第一夹持环和所述第二夹持环同轴相对设置以夹持所述软薄膜的周边部，多个所述第一安装部一一对应地与多个所述第二安装部配合并分别通过多个紧固件紧固;所述第一夹持环与所述软薄膜接触的端部以及所述第二夹持环与所述软薄膜接触的端部均为打磨部位或均粘橡胶圈；

所述第一夹持端还包括多个第一板，多个所述第一板沿所述第一夹持环的环向方向间隔开地固定在所述第一夹持环的外周面上，多个所述第一板上均设有限位孔；所述第二夹持端还包括多个限位销，多个所述限位销沿所述第二夹持环的环向方向间隔开分布且通过支撑件固定在所述第二夹持环的外周面上，多个所述限位孔与多个所述限位销一一对应配合；

或所述第一夹持端还包括多个限位柱，多个所述限位柱沿所述第一夹持环的环向方向间隔开分布且通过第一连接件固定在所述第一夹持环的外周面上；所述第二夹持端还包括多个环柱，多个所述环柱的一端通过第二连接件固定在所述第二夹持环的外周面上，多个所述环柱均限定有限位槽，多个所述限位柱一一对应地配合在所述限位槽中且所述第一连接件穿过所述限位槽的槽口。

2.根据权利要求1所述的软薄膜疲劳试验机装置，其特征在于，所述第一夹持环与所述软薄膜接触的端部以及所述第二夹持环与所述软薄膜接触的端部均为平面，或所述第一夹持环与所述软薄膜接触的端部以及所述第二夹持环与所述软薄膜接触的端部均为咬合面。

3.根据权利要求1所述的软薄膜疲劳试验机装置，其特征在于，多个所述第一安装部设有第一安装孔，多个所述第二安装部设有第二安装孔，多个所述第一安装部与多个所述第二安装部一一对应且多个所述第一安装孔与多个所述第二安装孔一一对应，多个所述紧固件一一对应地穿过多个对应的所述第一安装孔和所述第二安装孔将所述第一夹持环和所述第二夹持环紧固。

4.根据权利要求1所述的软薄膜疲劳试验机装置，其特征在于，所述加载模块包括第三安装部和固定在所述第三安装部上的加载头，所述第三安装部固定在所述传动模块上，所述加载头的表面为光滑面。

5.根据权利要求1所述的软薄膜疲劳试验机装置，其特征在于，所述监测模块监测所述软薄膜的面外载荷状态的方式为：在所述传动模块与所述加载模块之间设置力传感器，以通过所述力传感器直接实时监测所述软薄膜的面外载荷状态；或/和利用所述传动模块中的电机电流间接获得所述软薄膜的面外载荷状态。

6.根据权利要求1所述的软薄膜疲劳试验机装置，其特征在于，所述监测模块监测所述软薄膜的变形状态的方式为：在所述软薄膜的另一侧且与所述加载模块正对处设置激光位移传感器，以通过所述激光位移传感器直接实施监测所述软薄膜的变形状态；或/和利用所述传动模块中的电机位移间接获得所述软薄膜的变形状态。

7.根据权利要求1所述的软薄膜疲劳试验机装置，其特征在于，所述监测模块监测所述软薄膜的疲劳状态的方式为：在所述软薄膜的另一侧设置CCD相机，以通过所述CCD相机定时拍照来监控所述软薄膜是否产生疲劳损伤；或/和通过监控所述软薄膜所受面外载荷来监控所述软薄膜的疲劳状态。

8.根据权利要求1所述的软薄膜疲劳试验机装置，其特征在于，还包括终端控制装置，所述终端控制装置通过采集卡分别与所述监测模块和所述传动模块的电机相连。

9.根据权利要求1所述的软薄膜疲劳试验机装置，其特征在于，还包括敞口容器或闭口容器，所述敞口容器或所述闭口容器用于提供所述软薄膜进行疲劳试验的模拟环境。

说明书

软薄膜疲劳试验机装置

技术领域

[0001] 本发明涉及软薄膜疲劳试验技术领域，尤其是涉及一种软薄膜疲劳试验机装置。

背景技术

[0002] 在人们的生产生活中，许多材料如工件乃至结构承受交变载荷，如齿轮、滚动轴承等。这些材料往往在远低于材料强度极限的循环载荷下发生失效破坏。由于材料的疲劳失
效具有渐变性和隐蔽性，从而对人们的生产生活安全造成了极大的威胁。随着工业技术的
成熟和科学研究的发展，人们发展了一些抑制材料疲劳的方法，喷丸工艺；对常用工件，累
积了一些疲劳测试数据。然而，上述疲劳方面的进展主要还是针对硬材料而言。

[0003] 随着材料工艺和仿生科学的发展，软材料受到了越来越广泛的关注。已有许多研究证实，软材料因其不同于硬材料的特殊物理属性，在超材料、仿生科学方面有着非常广阔
的应用前景。软材料的疲劳失效相关问题的研究直至最近才有报道。与硬材料的疲劳试验
不同，软材料的疲劳试验往往受载荷很小，但变形较大；所以，目前已有的适用于硬材料的
疲劳试验设备，对软材料不太适用。

[0004] 此外，人体许多与血液循环系统相关的薄壁组织(如血管，心脏瓣膜等)、生物材料时刻承受着交变载荷(如血压、血流冲击力等)；而且，这些载荷的作用方向往往在薄壁组织
的面外；此外，薄膜的一侧或两侧处于液体环境中。目前，从加载方式、仿生环境等各个角度
对软薄膜的疲劳试验进行高度模拟的试验机很不成熟。

发明内容

[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种能够对承受往复面外载荷的软材料薄膜进行疲劳测试，而且体积小、结构简
单、模块独立、拆装灵活、成本低，方便推广应用。

[0006] 根据本发明实施例的软薄膜疲劳试验机装置，包括

[0007] 夹持模块，所述夹持模块用于夹紧所述软薄膜的周边部；

[0008] 加载模块，所述加载模块位于所述夹持模块夹持的所述软薄膜的一侧；

[0009] 传动模块，所述传动模块与所述加载模块相连，以驱动所述加载模块对所述夹持模块上的所述软薄膜施加周期性面外载荷，以使所述软薄膜沿着所述软薄膜的法向做周期
性往复振动；

[0010] 监测模块，所述监测模块用于监测所述软薄膜的面外载荷状态、变形状态和疲劳状态中的一种或多种。

[0011] 根据本发明实施例的软薄膜疲劳试验机装置，在对软薄膜进行疲劳试验时，使用夹持模块夹紧软薄膜的周边部，利用传动模块驱动加载模块进行一定幅度一定频率的往复
周期性运动，由于加载模块与软薄膜的一侧面直接接触，使得软薄膜受到周期性面外载荷
作用，从而使得软薄膜沿着软薄膜的法向做周期性往复振动，同时，利用监测模块4监测软
薄膜的面外载荷状态、变形状态和疲劳状态中的一种或多种。由此，本发明实施例的软薄膜
疲劳试验机装置能够对承受往复面外载荷的软材料薄膜进行疲劳测试，而且体积小、结构
简单、模块独立、拆装灵活、成本低，方便推广应用。

[0012] 根据本发明的一些实施例，所述夹持模块包括第一夹持端和第二夹持端；所述第一夹持端包括第一夹持环和多个第一安装部，多个所述第一安装部沿所述第一夹持环的环
向方向间隔开地固定在所述第一夹持环的外周面上；所述第二夹持端包括第二夹持环和多
个第二安装部，多个所述第二安装部沿所述第二夹持环的环向方向间隔开地固定在所述第
二夹持环的外周面上；所述第一夹持环和所述第二夹持环同轴相对设置以夹持所述软薄膜
的周边部，多个所述第一安装部一一对应地与多个所述第二安装部配合并分别通过多个紧
固件紧固。

[0013] 根据本发明进一步的实施例，所述第一夹持环与所述软薄膜接触的端部以及所述第二夹持环与所述软薄膜接触的端部均为打磨部位或均粘橡胶圈。

[0014] 根据本发明进一步的实施例，所述第一夹持环与所述软薄膜接触的端部以及所述第二夹持环与所述软薄膜接触的端部均为平面，或所述第一夹持环与所述软薄膜接触的端
部以及所述第二夹持环与所述软薄膜接触的端部均为咬合面。

[0015] 根据本发明进一步的实施例，多个所述第一安装部设有第一安装孔，多个所述第二安装部设有第二安装孔，多个所述第一安装部与多个所述第二安装部一一对应且多个所
述第一安装孔与多个所述第二安装孔一一对应，多个所述紧固件一一对应地穿过多个对应
的所述第一安装孔和所述第二安装孔将所述第一夹持环和所述第二夹持环紧固。

[0016] 根据本发明进一步的实施例，所述第一夹持端还包括多个第一板，多个所述第一板沿所述第一夹持环的环向方向间隔开地固定在所述第一夹持环的外周面上，多个所述第
一板上均设有限位孔；所述第二夹持端还包括多个限位销，多个所述限位销沿所述第二夹
持环的环向方向间隔开分布且通过支撑件固定在所述第二夹持环的外周面上，多个所述限
位孔与多个所述限位销一一对应配合；

[0017] 或所述第一夹持端还包括多个限位柱，多个所述限位柱沿所述第一夹持环的环向方向间隔开分布且通过第一连接件固定在所述第一夹持环的外周面上；所述第二夹持端还
包括多个环柱，多个所述环柱的一端通过第二连接件固定在所述第二夹持环的外周面上，
多个所述环柱均限定有限位槽，多个所述限位柱一一对应地配合在所述限位槽中且所述第
一连接件穿过所述限位槽的槽口。

[0018] 根据本发明的一些实施例，所述加载模块包括第三安装部和固定在所述第三安装部上的加载头，所述第三安装部固定在所述传动模块上，所述加载头的表面为光滑面。

[0019] 根据本发明的一些实施例，所述监测模块监测所述软薄膜的面外载荷状态的方式为：在所述传动模块与所述加载模块之间设置力传感器，以通过所述力传感器直接实时监
测所述软薄膜的面外载荷状态；或/和利用所述传动模块中的电机电流间接获得所述软薄
膜的面外载荷状态。

[0020] 根据本发明的一些实施例，所述监测模块监测所述软薄膜的变形状态的方式为：在所述软薄膜的另一侧且与所述加载模块正对处设置激光位移传感器，以通过所述激光位
移传感器直接实施监测所述软薄膜的变形状态；或/和利用所述传动模块中的电机位移间
接获得所述软薄膜的变形状态。

[0021] 根据本发明的一些实施例，所述监测模块监测所述软薄膜的疲劳状态的方式为：在所述软薄膜的另一侧设置CCD相机，以通过所述CCD相机定时拍照来监控所述软薄膜是否
产生疲劳损伤；或/和通过监控所述软薄膜所受面外载荷来监控所述软薄膜的疲劳状态。

[0022] 根据本发明的一些实施例，还包括终端控制装置，所述终端控制装置通过采集卡分别与所述监测模块和所述传动模块的电机相连。

[0023] 根据本发明的一些实施例，还包括敞口容器或闭口容器，所述敞口容器或所述闭口容器用于提供所述软薄膜进行疲劳试验的模拟环境。

[0024] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0025] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0026] 图1为本发明实施例的软薄膜疲劳试验机装置的结构示意图。

[0027] 图2为本发明实施例的软薄膜疲劳试验机装置的加载模块的示意图。

[0028] 图3为本发明实施例的软薄膜疲劳试验机装置的一个夹持模块的示意图。

[0029] 图4为本发明实施例的软薄膜疲劳试验机装置的另一个夹持模块的示意图。

[0030] 附图标记：

[0031] 软薄膜疲劳试验机装置1000

[0032] 夹持模块1

[0033] 第一夹持端11  第一夹持环111  第一安装部112  第一安装孔1121

[0034] 第一板113  限位孔1131  限位柱114  第一连接件115

[0035] 第二夹持端12  第二夹持环121  第二安装部122  第二安装孔

[0036] 支撑件123  限位销12  环柱124  限位槽1241  第二连接件125

[0037] 加载模块2  第三安装部21  加载头22

[0038] 传动模块3  曲柄32  连杆33  滑轨34 滑块35

[0039] 监测模块4  力传感器41  激光位移传感器42  CCD相机43

[0040] 终端控制装置5

[0041] 敞口容器6

具体实施方式

[0042] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0043] 下面结合图1至图4来描述根据本发明实施例的软薄膜疲劳试验机装置1000。

[0044] 如图1至图4所示，根据本发明实施例的软薄膜疲劳试验机装置1000，包括夹持模块1、加载模块2、传动模块3和监测模块4。其中，夹持模块1用于夹紧软薄膜的周边部；加载
模块2位于夹持模块1夹持的软薄膜的一侧；传动模块3与加载模块2相连，以驱动加载模块2
对夹持模块1上的软薄膜施加周期性面外载荷，以使软薄膜沿着软薄膜的方向做周期性往
复振动；监测模块4用于监测软薄膜的面外载荷状态、变形状态和疲劳状态中的一种或多
种。

[0045] 具体而言，夹持模块1用于夹紧软薄膜的周边部，确保软薄膜在周边部以内的部分可以直接承受面外载荷以进行疲劳试验，同时防止软薄膜在疲劳试验过程松动，有利疲劳
试验的顺利进行。

[0046] 加载模块2位于夹持模块1夹持的软薄膜的一侧，由此，加载模块2可以从软薄膜的一侧直接与软薄膜的一面接触以对软薄膜施加面外载荷。

[0047] 传动模块3与加载模块2相连，以驱动加载模块2对夹持模块1上的软薄膜施加周期性面外载荷，以使软薄膜沿着软薄膜的法向做周期性往复振动。也就是说，加载模块2固定
在传动模块3上，在疲劳试验过程中，传动模块3控制加载模块2进行一定幅度一定频率的往
复周期性运动，由于加载模块2与软薄膜的一面直接接触，使得软薄膜受到周期性面外载荷
作用，从而使得软薄膜沿着软薄膜的法向做周期性往复振动。

[0048] 监测模块4用于监测软薄膜的面外载荷状态、变形状态和疲劳状态中的一种或多种。也就是说，在软薄膜疲劳试验过程中，监测模块4可以监测软薄膜的面外载荷状态、变形
状态或者疲劳状态，或者监测模块4可以监测软薄膜的面外载荷状态和变形状态，或者监测
模块4可以监测软薄膜的面外载荷状态和疲劳状态，或者监测模块4可以监测软薄膜的变形
状态和疲劳状态，又或者监测模块4可以监测软薄膜的面外载荷状态、变形状态和者疲劳状
态。

[0049] 根据本发明实施例的软薄膜疲劳试验机装置1000，在对软薄膜进行疲劳试验时，使用夹持模块1夹紧软薄膜的周边部，利用传动模块3驱动加载模块2进行一定幅度一定频
率的往复周期性运动，由于加载模块2与软薄膜的一面直接接触，使得软薄膜受到周期性面
外载荷作用，从而使得软薄膜沿着软薄膜的法向做周期性往复振动，同时，利用监测模块4
监测软薄膜的面外载荷状态、变形状态和疲劳状态中的一种或多种。由此，本发明实施例的
软薄膜疲劳试验机装置1000能够对承受往复面外载荷的软材料薄膜进行疲劳测试，而且体
积小、结构简单、模块独立、拆装灵活、成本低，方便推广应用。

[0050] 如图3所示，根据本发明的一些实施例，夹持模块1包括第一夹持端11和第二夹持端12；第一夹持端11包括第一夹持环111和多个第一安装部112，多个第一安装部112沿第一
夹持环111的环向方向间隔开地固定在第一夹持环111的外周面上；第二夹持端12包括第二
夹持环121和多个第二安装部122，多个第二安装部122沿第二夹持环121的环向方向间隔开
地固定在第二夹持环121的外周面上；第一夹持环111和第二夹持环121同轴相对设置以夹
持软薄膜的周边部，多个第一安装部112一一对应地与多个第二安装部122配合并分别通过
多个紧固件紧固，从而可以将待测疲劳试验的软薄膜夹紧，并有利于加载模块2可以从软薄
膜的一侧直接与软薄膜的一面接触以对软薄膜施加面外载荷。此外，该夹持模块1结构简
单。

[0051] 根据本发明进一步的实施例，第一夹持环111与软薄膜接触的端部以及第二夹持环121与软薄膜接触的端部均为打磨部位或均粘橡胶圈，减小第一夹持环111和第二夹持环
121对软薄膜的损伤。

[0052] 根据本发明进一步的实施例，第一夹持环111与软薄膜接触的端部以及第二夹持环121与软薄膜接触的端部均为平面，由此，可以利用第一夹持环111与软薄膜接触的端部
平面和第二夹持环121与软薄膜接触的端部平面相互配合较好地夹住软薄膜的周边部；或
第一夹持环111与软薄膜接触的端部以及第二夹持环121与软薄膜接触的端部均为咬合面，
由此，可以利用第一夹持环111与软薄膜接触的端部咬合面和第二夹持环121与软薄膜接触
的端部咬合面相互配合较好地夹住软薄膜的周边部。

[0053] 如图3所示，根据本发明进一步的实施例，多个第一安装部112设有第一安装孔1121，多个第二安装部122设有第二安装孔(图中未示出)，多个第一安装部112与多个第二
安装部122一一对应且多个第一安装孔1121与多个第二安装孔一一对应，多个紧固件(图中
未示出)一一对应地穿过多个对应的第一安装孔1121和第二安装孔将第一夹持环111和第
二夹持环121紧固，从而可以夹紧软薄膜的周边部。该紧固结构简单，操作方便。紧固件可为
螺栓或者其他紧固件。

[0054] 如图3所示，根据本发明进一步的实施例，第一夹持端11还包括多个第一板113，多个第一板113沿第一夹持环111的环向方向间隔开地固定在第一夹持环111的外周面上，多
个第一板113上均设有限位孔1131；第二夹持端12还包括多个限位销12，多个限位销12沿第
二夹持环121的环向方向间隔开分布且通过支撑件123固定在第二夹持环121的外周面上，
多个限位孔1131与多个限位销12一一对应配合；由此，可以方便快速地使得第一夹持端11
与第二夹持端12定位配合，安装更加方便。或者，如图4所示，第一夹持端11还包括多个限位
柱114，多个限位柱114沿第一夹持环111的环向方向间隔开分布且通过第一连接件115固定
在第一夹持环111的外周面上；第二夹持端12还包括多个环柱124，多个环柱124的一端通过
第二连接件125固定在第二夹持环121的外周面上，多个环柱124均限定有限位槽1241，多个
限位柱114一一对应地配合在限位槽1241中且第一连接件115穿过限位槽1241的槽口；由
此，可以方便快速地使得第一夹持端11与第二夹持端12定位配合，安装更加方便。

[0055] 需要说明的是，夹持模块1的材质为硬质材质，可以是耐水浸、耐酸碱、耐腐蚀的金属(如不锈钢)或工程塑料。此外，夹持模块1的具体形状应与软薄膜试样的大小、形状相适
配，圆环形并非位移的选择。

[0056] 如图1所示，根据本发明的一些实施例，传动模块3包括电机(图中未示出)、曲柄32、连杆33、滑轨34和滑块35；其中，电机与曲柄32的中心轴相连，以驱动曲柄32作圆周运
动；连杆33的一端可枢转地连接在曲柄32上，另一端可枢转地连接在滑块35上，加载模块2
固定在滑块35上；滑轨34沿曲柄32的径向方向设置，滑块35设置在滑轨34上。当电机驱动曲
柄32做圆周转动时，连杆33的一端也跟着曲柄32一起做圆周运动，另一端驱动滑块35沿着
滑轨34做往复周期性运动，从而带动加载模块2也做往复周期性运动，由于加载模块2与软
薄膜的一面直接接触，使得软薄膜受到周期性面外载荷作用，从而使得软薄膜沿着软薄膜
的法向做周期性往复振动。该传动结构简单。

[0057] 可选的，电机可以按照设定的加载频率转动，设定的加载频率可以为0.5～1000Hz。

[0058] 当然，在其它的一些实施例中，传动模块3的具体结构也可以采用其它的结构形式，只要能控制加载模块2进行一定幅度一定频率的往复周期性运动即可。

[0059] 如图2所示，根据本发明的一些实施例，加载模块2包括第三安装部21和固定在第三安装部21上的加载头22，第三安装部21固定在传动模块3上，加载头22的表面为光滑面，
可以防止软薄膜磨损。可选的，加载头22可以为圆球形、椭球形或其它形状。加载模块2的各
个零件可以通过金属机加工或3D打印得到。

[0060] 根据本发明的一些实施例，监测模块4监测软薄膜的面外载荷状态的方式为：在传动模块3与加载模块2之间设置力传感器41(如图1所示)，以通过力传感器41直接实时监测
软薄膜的面外载荷状态；这种利用力传感器41监测软薄膜的面外载荷状态比较直接、结构
简单、测量准确可靠；此外，对于软薄膜疲劳试验来说，软薄膜面外载荷一半较小，故力传感
器41的量程在1N～100N左右即可，分辨率不低于0.1N。或/和监测模块4监测软薄膜的面外
载荷状态的方式为：利用传动模块3中的电机电流间接获得软薄膜的面外载荷状态；这种方
式具体而言，当传动模块3和加载模块2都已经完全确定时，传动模块3的电机承受的附在转
矩与电机的电流是一一对应的，在经过电机电流和加载模块2所承受的载荷进行标定后，可
通过采集卡记录电机的电流信号，并将电流信号换算为软薄膜的所受载荷，从而实现加载
模块2作用于软薄膜的面外载荷状态的监控。

[0061] 根据本发明的一些实施例，监测模块4监测软薄膜的变形状态的方式为：在软薄膜的另一侧且与加载模块2正对处设置激光位移传感器42(如图1所示)，以通过激光位移传感
器42直接实施监测软薄膜的变形状态；可以理解的是，利用激光位移传感器42可以在气相
或液相环境中监测软薄膜的变形状态，测量准确可靠；为保证激光位移传感器42不受液体
环境侵蚀，可以利用透明保护罩来保护激光位移传感器42。或/和监测模块4监测软薄膜的
变形状态的方式为：利用传动模块3中的电机位移间接获得软薄膜的变形状态；这种方式具
体而言，在传动模块3和加载模块2的尺寸都已经完全确定时，加载模块2的位移形程已经完
全确定，由于加载模块2与软薄膜的一面直接接触，可以将加载模块2的位移行程认为是软
薄膜加载点的位移，从而确定软薄膜的变形情况。

[0062] 根据本发明的一些实施例，监测模块4监测软薄膜的疲劳状态的方式为：在软薄膜的另一侧设置CCD相机43(如图1所示)，以通过CCD相机43定时拍照来监控软薄膜是否产生
疲劳损伤；可以理解的是，CCD相机43可以在气相或液相环境中使用，当CCD相机43在液相环
境中使用时，需要对CCD相机43进行防水处理，例如采用透明罩来保护CCD相机43。或/和监
测模块4监测软薄膜的疲劳状态的方式为：通过监控软薄膜所受面外载荷来监控软薄膜的
疲劳状态；可以理解的是，当软薄膜发生疲劳失效时，软薄膜承受载荷会有所减小；当软薄
膜发生疲劳破坏是，软薄膜承受载荷能力接近零。因而，通过对软薄膜的面外载荷状态进行
分析，可以监控软薄膜的疲劳状态。

[0063] 如图1所示，根据本发明的一些实施例，还包括终端控制装置5，终端控制装置5通过采集卡分别与监测模块4和传动模块3的电机相连。具体地，终端控制装置5可以为一台计
算机，用于对传动模块3的电机的启动、停止以及转速进行控制；控制终端与采集卡配合，采
集电机电流以及监测模块4的数据并以规定的数据文件格式进行存储，由此，通过设置终端
控制装置5，可以方便试验人员操作和监控。

[0064] 如图1所示，根据本发明的一些实施例，还包括敞口容器6或闭口容器，敞口容器6或闭口容器用于提供软薄膜进行疲劳试验的模拟环境。由此，通过在敞口容器6或闭口容器
中设置软薄膜实际工作时的气相或液相工作环境作为模拟环境，将软薄膜置于相应的模拟
环境中进行疲劳测试，提高测试的可靠性。例如，若软薄膜的实际工况为液体工况(设为液
体A)，则需在进行疲劳测试时，向敞口容器6中注入足够的液体A，直至液体A浸没软薄膜和
加载模块2的加载头22，以保证在整个试验过程中，软薄膜都处在液体A的环境中。敞口容器
6主要由能够防止液体A腐蚀的材料构成，如不锈钢或工程塑料。

[0065] 下面以一个具体的实施例来说明本发明的软薄膜疲劳试验机装置1000。

[0066] 在该实施例中，如图1所示，软薄膜疲劳试验机装置1000包括夹持模块1、加载模块2、传动模块3、监测模块4、终端控制装置5和敞口容器6。其中，夹持模块1用于夹紧软薄膜的
周边部；加载模块2位于夹持模块1夹持的软薄膜的一侧；传动模块3与加载模块2相连，以驱
动加载模块2对夹持模块1上的软薄膜施加周期性面外载荷，以使软薄膜沿着软薄膜的方向
做周期性往复振动；监测模块4用于监测软薄膜的面外载荷状态、变形状态和疲劳状态中的
一种或多种；终端控制装置5通过采集卡分别与监测模块4和传动模块3的电机相连；敞口容
器6用于提供软薄膜进行疲劳试验的模拟环境。

[0067] 该实施例具有如下优点：在对软薄膜进行疲劳试验时，使用夹持模块1夹紧软薄膜的周边部，并置于敞口容器6的模拟环境中，利用传动模块3驱动加载模块2进行一定幅度一
定频率的往复周期性运动，由于加载模块2与软薄膜的一面直接接触，使得软薄膜受到周期
性面外载荷作用，从而使得软薄膜沿着软薄膜的法向做周期性往复振动，同时，利用监测模
块4监测软薄膜的面外载荷状态、变形状态和疲劳状态中的一种或多种，通过终端控制装置
5控制试验操作和监控。由此，该实施例的软薄膜疲劳试验机装置1000能够在模拟环境中对
承受往复面外载荷的软材料薄膜进行疲劳测试，而且体积小、结构简单、各功能模块独立、
拆装灵活、加载模块2可自由替换、调整，从而降低了对软薄膜试样的要求，而且该实施例的
软薄膜疲劳试验机装置1000成本低，方便推广应用。

[0068] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结
构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的
示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特
点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0069] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本
发明的范围由权利要求及其等同物限定。