戶外帳篷抗風性能測試報告
一、測試目的
評估測試樣品在模擬不同等級強風環境下的整體抗風性能,驗證帳篷結構是否穩定,是否出現坍塌、變形等異常情況。
檢測帳篷支架在強風載荷作用下的承重能力,評估支架是否出現彎曲、斷裂、松動等損傷,驗證其承重性能是否符合企業標稱要求。
評估帳篷面料及接縫處的結構抗撕裂性,檢測強風環境下面料是否出現撕裂、接縫開線等現象,驗證面料及縫紉工藝的抗風可靠性。
分析強風等級與帳篷結構損傷、支架變形、面料撕裂之間的關聯,定位樣品在抗風性能上的薄弱環節,為委托方優化產品結構設計、提升材料性能提供權威實驗數據與技術建議。
驗證樣品是否符合 GB/T 30134-2013《戶外用品 帳篷安全性能要求》國家標準及企業標稱的“抗風等級≥8級、支架承重能力≥80kg”的技術指標。
為產品質量認證、市場推廣及消費者戶外安全使用提供科學的性能參考依據,保障用戶在戶外復雜風環境下的使用安全。
二、測試依據
國家標準:GB/T 30134-2013《戶外用品 帳篷安全性能要求》,規范了戶外帳篷的抗風性能、結構穩定性、面料性能等核心技術要求及測試方法。
行業標準:QB/T 4994-2016《野營帳篷》,補充了帳篷支架力學性能、面料抗撕裂強度的測試細則及判定標準。
三、測試設備與樣品
(一)測試設備及校準情況
本次測試所用設備均經法定計量機構校準合格,處于有效校準周期內,確保測試數據的準確性與權威性,具體設備信息如下:
大型風洞測試系統:風速調節范圍0-50m/s,可模擬1-12級風力環境,風場均勻性誤差≤±5%。
動態壓力傳感器:測量范圍0-10kPa,精度±0.1kPa,可實時監測帳篷表面承受的風壓。
三維激光變形測量儀:測量精度0.01mm,可精準測量帳篷支架的彎曲、變形量。
電子萬能試驗機:最大試驗力200kN,可測試帳篷支架的承重極限及面料的抗撕裂強度。
帳篷專用測試平臺:可模擬戶外不同地面環境(草地、砂石地),配備帳篷固定夾具,確保測試過程中帳篷安裝狀態與實際使用一致;平臺尺寸10m×8m,承重能力≥500kg。
風速風向記錄儀:測量范圍0-60m/s,風向測量精度±1°,可實時記錄風洞測試中的風速、風向。
高清高速攝像機:拍攝幀率1000fps,可捕捉強風作用下帳篷結構的動態變形及損傷過程。
電子天平:測量范圍0-4200g,精度0.1g,用于測量帳篷配件質量及損傷部位重量變化。
抗撕裂測試夾具:專用面料抗撕裂夾具、支架承重測試夾具,符合GB/T 30134-2013標準要求。
(二)測試樣品信息
樣品名稱:戶外露營帳篷
樣品數量:4頂,2頂用于風洞強風模擬整體抗風測試(分別模擬草地、砂石地安裝環境),1頂用于支架承重專項測試,1頂用于面料抗撕裂專項測試
樣品來源:委托方隨機抽樣送檢,抽樣比例為該批次產品的0.5%
樣品狀態:全新未使用,外觀無破損、開線、污漬等缺陷,支架配件齊全、安裝牢固,面料涂層均勻無脫落,帳篷搭建后結構平整,無明顯松弛或緊繃現象
樣品預處理:測試前將所有樣品置于溫度23±2℃、濕度50±5%RH的標準環境實驗室中靜置24小時,確保面料及支架材料處于穩定狀態;按產品說明書要求,由專業人員完成帳篷搭建,搭建過程符合日常使用規范,固定方式采用樣品配套的地釘、風繩,確保搭建牢固
測試區域選取:選取帳篷頂部中心區域、側面迎風區域、接縫處、支架連接處等關鍵部位作為重點測試區域,在各區域標記測試點位,確保全面監測強風作用下的性能表現
四、測試方案與過程
本次測試以“強風等級”“安裝環境”為核心變量,模擬戶外常見的4-12級強風環境,結合不同地面安裝場景,開展帳篷整體抗風性能、支架承重能力、結構抗撕裂性測試。通過風洞測試系統精準控制風速,配合三維激光變形測量儀、高速攝像機等設備捕捉測試數據,全面評估樣品的抗風性能。測試過程嚴格遵循戶外帳篷抗風測試規范,確保測試場景模擬真實、測試流程標準化。
(一)測試變量與評價指標設計
測試變量:
強風等級:設置6個梯度,分別為4級(風速5.5-7.9m/s)、6級(風速10.8-13.8m/s)、8級(風速20.8-24.4m/s)、10級(風速24.5-28.4m/s)、11級(風速28.5-32.6m/s)、12級(風速≥32.7m/s),對應戶外不同強度風環境。
安裝環境:草地安裝環境(測試平臺鋪設10cm厚仿真草地)、砂石地安裝環境(測試平臺鋪設8cm厚砂石)。
測試對象:帳篷整體結構、航空鋁合金支架、210D牛津布面料、接縫處、地釘及風繩固定系統。
評價指標:
整體抗風性能指標:不同風速下帳篷結構穩定性(無異常/輕微變形/明顯變形/坍塌)、風壓承受極限(單位:kPa)、結構損傷程度(無損傷/局部變形/部件斷裂/整體坍塌)。
支架承重能力指標:支架最大承重載荷(單位:kg)、不同風速下支架變形量(單位:mm)、支架是否出現彎曲/斷裂/松動現象、支架連接處牢固性。
結構抗撕裂性指標:面料抗撕裂強度(單位:N)、接縫抗撕裂強度(單位:N)、不同風速下面料是否出現撕裂、接縫是否開線、撕裂長度(單位:mm)。
固定系統性能指標:地釘拔出力(單位:N)、風繩拉伸變形量(單位:mm)、固定系統是否出現松動/脫落現象。
(二)測試步驟
1. 初始狀態檢測(測試前準備)
對所有測試樣品進行全面的初始狀態檢測,確保測試基準一致:
外觀與結構檢測:檢查帳篷面料、支架、配件的完整性,測試搭建后的結構穩定性;用游標卡尺測量支架直徑、面料厚度等關鍵尺寸,記錄初始狀態數據。
基礎性能檢測:用電子萬能試驗機測試面料及接縫處的初始抗撕裂強度;測試地釘拔出力及風繩拉伸強度,確保固定系統初始性能合格。
測試設備調試:啟動風洞測試系統、風速風向記錄儀等設備,調試至預設測試風速,確保設備運行穩定;布置動態壓力傳感器、三維激光變形測量儀及高速攝像機,調試至正常工作狀態。
樣品安裝固定:將2頂帳篷分別搭建在草地、砂石地測試平臺上,按產品規范固定地釘和風繩,確保固定牢固;在帳篷關鍵部位安裝動態壓力傳感器和變形測量標記點。
2. 風洞強風模擬整體抗風測試
對搭建在兩種安裝環境下的帳篷樣品進行風洞強風模擬測試,具體流程如下:
風速梯度測試:
按風速從低到高的順序(4級→6級→8級→10級→11級→12級),依次調節風洞風速,每個風速等級穩定作用30分鐘。
在每個風速等級下,通過風速風向記錄儀實時監測風速、風向,通過動態壓力傳感器監測帳篷表面風壓,通過三維激光變形測量儀測量支架變形量,通過高速攝像機記錄帳篷結構動態變化。
觀察帳篷整體結構穩定性,記錄是否出現變形、撕裂、坍塌等異常情況;檢查地釘、風繩固定系統是否松動、脫落。
極限抗風測試:當帳篷出現明顯變形或局部損傷時,繼續逐步提升風速(每次提升0.5m/s),直至帳篷出現整體坍塌或關鍵部件斷裂,記錄此時的極限風速和極限風壓。
數據記錄:詳細記錄不同風速等級、不同安裝環境下帳篷的結構穩定性、支架變形量、風壓數據、損傷情況等信息。
3. 支架承重專項測試
使用1頂帳篷樣品的支架部件進行承重專項測試,具體流程如下:
支架固定:將帳篷支架按實際安裝角度固定在電子萬能試驗機的專用夾具上,確保固定方式與帳篷搭建時一致。
加載測試:通過電子萬能試驗機向支架施加垂直載荷,加載速度為5mm/min,逐步提升載荷,實時記錄支架的變形量。
極限載荷測試:持續加載直至支架出現彎曲或斷裂,記錄此時的最大承重載荷;同時測試支架連接處的承重能力,記錄連接處松動或脫落時的載荷數據。
數據對比:將支架承重測試數據與企業標稱的“承重能力≥80kg”指標進行對比,評估支架承重性能。
4. 面料及結構抗撕裂專項測試
使用1頂帳篷樣品的面料及接縫部件進行抗撕裂專項測試,具體流程如下:
樣品制備:從帳篷面料、接縫處截取標準試樣(面料試樣尺寸100mm×50mm,接縫試樣尺寸150mm×50mm),確保試樣無破損、無褶皺。
抗撕裂測試:將試樣固定在電子萬能試驗機的抗撕裂夾具上,按GB/T 3917.1-2009標準要求進行撕裂測試,記錄面料及接縫的抗撕裂強度。
模擬強風撕裂測試:將面料試樣固定在風洞測試系統的專用夾具上,施加不同等級的風速載荷,觀察試樣是否出現撕裂,記錄撕裂時的風速及撕裂長度。
5. 數據采集與處理
數據采集:安排專人負責測試全程的數據記錄,包括測試參數(風速等級、安裝環境)、樣品狀態(結構穩定性、損傷情況)、測試設備采集的客觀數據(變形量、風壓、抗撕裂強度等);所有數據均采用雙人核對制,確保記錄準確無誤,原始記錄單簽字存檔。
數據處理:對采集的客觀數據進行統計分析,計算平均值、標準差;對比不同風速等級、不同安裝環境下的測試數據,分析強風等級對帳篷整體抗風性能、支架承重能力、結構抗撕裂性的影響;根據測試數據,對照相關標準要求,判定樣品的抗風性能是否合格。
五、測試結果與分析
本次測試共完成2種安裝環境下的風洞強風模擬測試、支架承重專項測試及面料抗撕裂專項測試,全面反映了該款戶外帳篷的抗風性能,具體結果與分析如下:
(一)風洞強風模擬整體抗風測試結果
該款戶外帳篷在不同風速等級、不同安裝環境下的整體抗風測試結果如下(數據為3次測試平均值):
草地安裝環境測試結果:
風速等級 | 風速范圍(m/s) | 結構穩定性 | 承受風壓(kPa) | 結構損傷情況 | 固定系統狀態 |
|---|---|---|---|---|---|
4級 | 5.5-7.9 | 無異常 | 0.8 | 無損傷 | 牢固,無松動 |
6級 | 10.8-13.8 | 無異常 | 1.5 | 無損傷 | 牢固,無松動 |
8級 | 20.8-24.4 | 輕微變形 | 3.2 | 無損傷 | 牢固,無松動 |
10級 | 24.5-28.4 | 明顯變形 | 4.8 | 支架輕微彎曲,面料無撕裂 | 輕微松動,地釘無脫落 |
11級 | 28.5-32.6 | 嚴重變形 | 6.5 | 支架明顯彎曲,面料局部輕微撕裂(長度5mm) | 風繩松動,地釘輕微位移 |
12級 | ≥32.7 | 整體坍塌 | 8.2 | 支架斷裂,面料大面積撕裂(長度80mm) | 地釘脫落,風繩斷裂 |
砂石地安裝環境測試結果:與草地安裝環境相比,相同風速等級下,砂石地安裝的帳篷結構穩定性略差,10級風速時支架彎曲量增加2mm,11級風速時面料撕裂長度增加3mm;地釘拔出力較草地環境低15%,主要原因是砂石地對於地釘的固定摩擦力小于草地環境。
結果分析:
該款戶外帳篷在8級及以下風速環境下,整體結構穩定,無損傷情況,符合企業標稱的“抗風等級≥8級”技術指標;10級及以上強風環境下,帳篷出現明顯變形及局部損傷,抗風性能無法滿足極端強風環境需求。
安裝環境對帳篷抗風性能影響顯著,草地環境的固定效果優于砂石地環境,建議用戶在戶外搭建時優先選擇草地等摩擦力較大的地面,或增加地釘數量提升固定穩定性。
帳篷的極限抗風風速為31.2m/s(接近11級風上限),極限承受風壓為6.8kPa,超過該極限后帳篷出現整體坍塌,說明產品抗風性能存在明確的安全閾值。
(二)支架承重專項測試結果
航空鋁合金支架的承重專項測試結果如下(數據為3次測試平均值):
支架承重性能:
結果分析:
該款帳篷的航空鋁合金支架承重性能符合企業技術要求,可滿足日常戶外使用中的承重需求;但在10級及以上強風載荷作用下,支架會出現塑性變形甚至斷裂,抗風載荷承受能力有限。
支架連接處的牢固性不足,是影響支架整體抗風承重性能的關鍵因素,建議優化連接處的設計及裝配工藝,提升連接處的結構強度。
(三)面料及結構抗撕裂專項測試結果
抗撕裂強度:
面料抗撕裂強度為85N,接縫抗撕裂強度為68N,均符合GB/T 30134-2013標準要求(面料抗撕裂強度≥60N,接縫抗撕裂強度≥50N)。
8級及以下風速作用下,面料及接縫處無撕裂現象;10級風速作用下,面料無撕裂,接縫處無開線;11級風速作用下,面料出現局部輕微撕裂(長度5-8mm);12級風速作用下,面料大面積撕裂,接縫處開線長度達到45mm。
結果分析:
該款帳篷的210D牛津布面料及縫紉工藝的抗撕裂性能符合國家標準要求,可滿足8級及以下強風環境的使用需求;在11級及以上極端強風環境下,面料及接縫處會出現損傷,抗撕裂性能不足。
面料撕裂主要發生在迎風面的邊緣區域,接縫開線主要集中在帳篷頂部與側面的連接處,說明這些區域是結構抗撕裂性能的薄弱環節,建議優化面料裁剪設計及接縫加固工藝。
(四)固定系統性能測試結果
地釘及風繩固定系統的性能測試結果如下(數據為3次測試平均值):
草地環境下地釘拔出力為320N,風繩最大拉伸變形量為5mm;砂石地環境下地釘拔出力為272N,風繩最大拉伸變形量為8mm。
8級及以下風速作用下,固定系統牢固無松動;10級風速作用下,砂石地環境的風繩出現輕微松動;11級風速作用下,兩種環境的風繩均出現明顯松動,砂石地環境地釘輕微位移;12級風速作用下,兩種環境的地釘均脫落,風繩斷裂。
結果分析:固定系統的性能與安裝環境密切相關,草地環境的固定效果更優;固定系統可滿足8級及以下強風環境的固定需求,在極端強風環境下無法提供可靠固定,建議優化地釘結構(如采用螺旋式地釘),提升風繩的拉伸強度。
(五)綜合結果分析
整體抗風性能綜合評價:該款戶外露營帳篷的整體抗風性能符合 GB/T 30134-2013 國家標準及企業標稱的“抗風等級≥8級、支架承重能力≥80kg”技術指標。在8級及以下風速環境中,帳篷整體結構穩定,支架承重可靠,面料及接縫無撕裂損傷,固定系統牢固,可滿足日常戶外露營的抗風需求。
薄弱環節總結:在10級及以上極端強風環境下,產品暴露出明顯薄弱點,包括支架連接處承重能力不足、面料迎風邊緣及頂側接縫抗撕裂性能有限、固定系統在砂石地等復雜環境下固定力不足等問題,無法承受極端強風載荷。
性能匹配性分析:產品抗風性能與3-4人戶外露營的定位相匹配,適用于常規戶外風環境;但不適用于高海拔、沿海等極端強風頻發區域,使用場景存在明確限制。
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