復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮剩余強(qiáng)度組合式試驗(yàn)夾具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮剩余強(qiáng)度組合式試驗(yàn)夾具，在薄板試驗(yàn)件的兩表面分別設(shè)置長(zhǎng)夾板，長(zhǎng)夾板的一端內(nèi)表面設(shè)有凸臺(tái)，兩個(gè)長(zhǎng)夾板的凸臺(tái)上下反向設(shè)置，且凸臺(tái)端面與試驗(yàn)件貼合；在長(zhǎng)夾板的另一端外表面設(shè)有短夾板，短夾板中部?jī)?nèi)表面設(shè)有凸臺(tái)，并落座在對(duì)面設(shè)置的長(zhǎng)夾板凸臺(tái)上；短夾板遠(yuǎn)離長(zhǎng)夾板的一端通過(guò)連接螺栓與對(duì)面設(shè)置的長(zhǎng)夾板連接。該試驗(yàn)夾具基于含沖擊損傷的薄層壓板在壓縮時(shí)不發(fā)生整體失穩(wěn)或局部屈曲，保證試驗(yàn)件在沖擊損傷位置發(fā)生壓縮破壞，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量薄層壓板沖擊后壓縮性能，為薄層壓板在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用提供準(zhǔn)確可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。
【專利說(shuō)明】
復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮剩余強(qiáng)度組合式試驗(yàn)夾具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮力學(xué)性能試驗(yàn)測(cè)試領(lǐng)域，是一套組合式的試驗(yàn)夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]纖維增強(qiáng)復(fù)合材料由于具有比強(qiáng)度、比剛度高，可設(shè)計(jì)性等特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于航空航天飛行器結(jié)構(gòu)，波音新一代客機(jī)B787復(fù)合材料用量已達(dá)50%。復(fù)合材料對(duì)于外來(lái)物低速?zèng)_擊特別敏感，其沖擊后壓縮強(qiáng)度會(huì)降低35%- 40%，使復(fù)合材料性能降低，因此復(fù)合材料的沖擊后壓縮性能是飛機(jī)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)之一。
[0003]為了減輕結(jié)構(gòu)重量，復(fù)合材料薄板已經(jīng)應(yīng)用于民用飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)中。然而目前對(duì)復(fù)合材料薄板的沖擊后壓縮性能研究較少，這是因?yàn)楝F(xiàn)有試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中的沖擊后壓縮試驗(yàn)夾具無(wú)法防止薄板在加載過(guò)程中發(fā)生整體失穩(wěn)或局部屈曲，得不到正確的破壞模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮剩余強(qiáng)度組合式試驗(yàn)夾具，該試驗(yàn)夾具基于含沖擊損傷的薄層壓板在壓縮時(shí)不發(fā)生整體失穩(wěn)或局部屈曲，保證試驗(yàn)件在沖擊損傷位置發(fā)生壓縮破壞，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量薄層壓板沖擊后壓縮性能，為薄層壓板在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用提供準(zhǔn)確可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。
[0005]為解決以上問(wèn)題，本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案如下:一種復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮剩余強(qiáng)度組合式試驗(yàn)夾具，在薄板試驗(yàn)件的兩表面分別設(shè)置長(zhǎng)夾板，長(zhǎng)夾板的一端內(nèi)表面設(shè)有凸臺(tái)，兩個(gè)長(zhǎng)夾板的凸臺(tái)上下反向設(shè)置，且凸臺(tái)端面與試驗(yàn)件貼合;在長(zhǎng)夾板的另一端外表面設(shè)有短夾板，短夾板中部?jī)?nèi)表面設(shè)有凸臺(tái)，并落座在對(duì)面設(shè)置的長(zhǎng)夾板凸臺(tái)上;短夾板遠(yuǎn)離長(zhǎng)夾板的一端通過(guò)連接螺栓與對(duì)面設(shè)置的長(zhǎng)夾板連接。
[0006]所述的長(zhǎng)夾板的凸臺(tái)端面與長(zhǎng)夾板的內(nèi)表面交線處設(shè)有細(xì)槽口，細(xì)槽口內(nèi)設(shè)有金屬墊塊，試驗(yàn)件的端面和短夾板的凸臺(tái)端面落座在金屬墊塊上。
[0007]所述的長(zhǎng)夾板與試驗(yàn)件貼合的內(nèi)表面為齒形面。
[0008]所述的長(zhǎng)夾板與試驗(yàn)件的貼合面上設(shè)有可視的窗口。
[0009]所述的短夾板內(nèi)表面與對(duì)面設(shè)置的長(zhǎng)夾板內(nèi)表面之間設(shè)有填隙墊板，并通過(guò)連接螺栓壓緊。
[0010]所述的同側(cè)的短夾板與長(zhǎng)夾板的接觸面之間設(shè)有調(diào)壓墊片，調(diào)壓墊片通過(guò)短夾板穿過(guò)的限位螺釘壓緊在長(zhǎng)夾板上。
[0011]該復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮剩余強(qiáng)度組合式試驗(yàn)夾具采用上夾板與短夾板之間的連接結(jié)構(gòu)，可用普通鋼材或鋁合金制造，夾具裝配方便，易操作，可以準(zhǔn)確測(cè)試復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮性能，試驗(yàn)件在壓縮過(guò)程中不會(huì)發(fā)生整體失穩(wěn)或局部屈曲，試驗(yàn)件破壞模式為典型的沖擊后壓縮破壞，可以顯著提高復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮性能測(cè)試的成功概率，直接降低了試驗(yàn)成本;為復(fù)合材料薄板在飛機(jī)上的應(yīng)用提供了有效的試驗(yàn)依據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)減重設(shè)計(jì)，因此本夾具非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
[0012]長(zhǎng)夾板上設(shè)計(jì)了細(xì)槽口，此處可以放置剛性材料制造的鋼制的墊塊，墊塊需要進(jìn)行粹火處理，以提高它的硬度，保證了試驗(yàn)件的定位夾緊。
[0013]長(zhǎng)夾板與試驗(yàn)件接觸面設(shè)計(jì)為齒形面，這樣既能防止試驗(yàn)件在壓縮過(guò)程出現(xiàn)整體失穩(wěn)，又能夠減少夾板與試驗(yàn)件的接觸面積，即降低因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生的試驗(yàn)誤差;此外還為應(yīng)變片和應(yīng)變片導(dǎo)線預(yù)留布置空間。
[0014]填隙墊板和試驗(yàn)件是在同一個(gè)復(fù)合材料平板上切割，以保證填隙墊板和試驗(yàn)件的厚度相同，從而保證預(yù)留空間與試驗(yàn)件的厚度相同。
[0015]短夾板與長(zhǎng)夾板的接觸面之間設(shè)有調(diào)壓墊片，短夾板的頂端設(shè)計(jì)有兩個(gè)限位螺紋孔，此處裝有限位螺釘，可通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)短夾板與長(zhǎng)夾板間的壓力，確保長(zhǎng)夾板對(duì)試驗(yàn)件起到簡(jiǎn)支效果。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本新型結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0017]圖2為圖1的A-A剖視圖。
[0018]圖3為本新型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)夾板示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1和圖2所示，一種復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮剩余強(qiáng)度組合式試驗(yàn)夾具，在薄板試驗(yàn)件10的兩表面分別設(shè)置長(zhǎng)夾板I，長(zhǎng)夾板I的一端內(nèi)表面設(shè)有凸臺(tái)，兩個(gè)長(zhǎng)夾板的凸臺(tái)上下反向設(shè)置，且凸臺(tái)端面與試驗(yàn)件貼合;在長(zhǎng)夾板I的另一端外表面設(shè)有短夾板2，短夾板2中部?jī)?nèi)表面設(shè)有凸臺(tái)，并落座在對(duì)面設(shè)置的長(zhǎng)夾板I凸臺(tái)上;短夾板2遠(yuǎn)離長(zhǎng)夾板的一端通過(guò)連接螺栓6與對(duì)面設(shè)置的長(zhǎng)夾板I連接，通常長(zhǎng)夾板底部開(kāi)有4個(gè)圓形緊固件連接孔，用于長(zhǎng)夾板與短夾板通過(guò)連接螺栓6連接，以保證試驗(yàn)件根部有較強(qiáng)的面外約束，防止試驗(yàn)件發(fā)生散裂破壞。
[0020]如圖3所示，所述的長(zhǎng)夾板I的凸臺(tái)端面與長(zhǎng)夾板I的內(nèi)表面交線處設(shè)有細(xì)槽口11，細(xì)槽口 11內(nèi)設(shè)有金屬墊塊3，試驗(yàn)件的端面和短夾板2的凸臺(tái)端面落座在金屬墊塊3上;所述的長(zhǎng)夾板I與試驗(yàn)件貼合的內(nèi)表面為齒形面9;所述的長(zhǎng)夾板I與試驗(yàn)件的貼合面上設(shè)有可視的窗口 8。
[0021]所述的短夾板2內(nèi)表面與對(duì)面設(shè)置的長(zhǎng)夾板I內(nèi)表面之間設(shè)有填隙墊板4，并通過(guò)連接螺栓6壓緊。
[0022]所述的同側(cè)的短夾板2與長(zhǎng)夾板I的接觸面之間設(shè)有調(diào)壓墊片5，調(diào)壓墊片5通過(guò)短夾板2穿過(guò)的限位螺釘7壓緊在長(zhǎng)夾板I上。
[0023]其工作過(guò)程為:首先將金屬墊塊放入長(zhǎng)夾板的細(xì)槽中，試驗(yàn)件10放入長(zhǎng)夾板與短夾板裝配后形成的凹槽中，再將兩個(gè)組件按照?qǐng)D1所示進(jìn)行裝配，這樣試驗(yàn)件就被夾具夾在了中間;在長(zhǎng)夾板和短夾板之間放置調(diào)壓墊片，調(diào)壓墊片為鋁合金和鋼質(zhì)的薄板，最后安裝限位螺釘，調(diào)節(jié)限位螺釘長(zhǎng)度，使得兩個(gè)長(zhǎng)夾板與試驗(yàn)件剛好接觸上;最后將裝配好的試驗(yàn)件測(cè)試裝置放置在壓縮試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮剩余強(qiáng)度組合式試驗(yàn)夾具，其特征在于:在薄板試驗(yàn)件的兩表面分別設(shè)置長(zhǎng)夾板(1)，長(zhǎng)夾板(I)的一端內(nèi)表面設(shè)有凸臺(tái)，兩個(gè)長(zhǎng)夾板的凸臺(tái)上下反向設(shè)置，且凸臺(tái)端面與試驗(yàn)件貼合;在長(zhǎng)夾板(I)的另一端外表面設(shè)有短夾板(2)，短夾板(2)中部?jī)?nèi)表面設(shè)有凸臺(tái)，并落座在對(duì)面設(shè)置的長(zhǎng)夾板(I)凸臺(tái)上;短夾板(2)遠(yuǎn)離長(zhǎng)夾板的一端通過(guò)連接螺栓(6)與對(duì)面設(shè)置的長(zhǎng)夾板(I)連接。2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮剩余強(qiáng)度組合式試驗(yàn)夾具，其特征在于:所述的長(zhǎng)夾板(I)的凸臺(tái)端面與長(zhǎng)夾板(I)的內(nèi)表面交線處設(shè)有細(xì)槽口(11)，細(xì)槽口(11)內(nèi)設(shè)有金屬墊塊(3)，試驗(yàn)件的端面和短夾板(2)的凸臺(tái)端面落座在金屬墊塊(3)上。3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮剩余強(qiáng)度組合式試驗(yàn)夾具，其特征在于:所述的長(zhǎng)夾板(I)與試驗(yàn)件貼合的內(nèi)表面為齒形面(9)。4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮剩余強(qiáng)度組合式試驗(yàn)夾具，其特征在于:所述的長(zhǎng)夾板(I)與試驗(yàn)件的貼合面上設(shè)有可視的窗口(8)。5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮剩余強(qiáng)度組合式試驗(yàn)夾具，其特征在于:所述的短夾板(2)內(nèi)表面與對(duì)面設(shè)置的長(zhǎng)夾板(I)內(nèi)表面之間設(shè)有填隙墊板(4)，并通過(guò)連接螺栓(6)壓緊。6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料薄板沖擊后壓縮剩余強(qiáng)度組合式試驗(yàn)夾具，其特征在于:所述的短夾板(2)與長(zhǎng)夾板(I)的接觸面之間設(shè)有調(diào)壓墊片(5)，調(diào)壓墊片(5)通過(guò)短夾板(2)穿過(guò)的限位螺釘(7)壓緊在長(zhǎng)夾板(I)上。
【文檔編號(hào)】G01N3/04GK205506549SQ201620153693
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月1日
【發(fā)明人】何續(xù)斌, 李忠霖, 朱照澤
【申請(qǐng)人】中航沈飛民用飛機(jī)有限責(zé)任公司