復合材料薄板沖擊后壓縮剩余強度組合式試驗夾具的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種復合材料薄板沖擊后壓縮剩余強度組合式試驗夾具，在薄板試驗件的兩表面分別設置長夾板，長夾板的一端內表面設有凸臺，兩個長夾板的凸臺上下反向設置，且凸臺端面與試驗件貼合；在長夾板的另一端外表面設有短夾板，短夾板中部內表面設有凸臺，并落座在對面設置的長夾板凸臺上；短夾板遠離長夾板的一端通過連接螺栓與對面設置的長夾板連接。該試驗夾具基于含沖擊損傷的薄層壓板在壓縮時不發生整體失穩或局部屈曲，保證試驗件在沖擊損傷位置發生壓縮破壞，實現準確測量薄層壓板沖擊后壓縮性能，為薄層壓板在飛機結構中的應用提供準確可靠的試驗數據支持。
【專利說明】
復合材料薄板沖擊后壓縮剩余強度組合式試驗夾具
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種復合材料薄板沖擊后壓縮力學性能試驗測試領域，是一套組合式的試驗夾具。
【背景技術】
[0002]纖維增強復合材料由于具有比強度、比剛度高，可設計性等特點，目前已廣泛應用于航空航天飛行器結構，波音新一代客機B787復合材料用量已達50%。復合材料對于外來物低速沖擊特別敏感，其沖擊后壓縮強度會降低35%- 40%，使復合材料性能降低，因此復合材料的沖擊后壓縮性能是飛機設計中的重要參數之一。
[0003]為了減輕結構重量，復合材料薄板已經應用于民用飛機機體結構中。然而目前對復合材料薄板的沖擊后壓縮性能研究較少，這是因為現有試驗標準中的沖擊后壓縮試驗夾具無法防止薄板在加載過程中發生整體失穩或局部屈曲，得不到正確的破壞模式。
【發明內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種復合材料薄板沖擊后壓縮剩余強度組合式試驗夾具，該試驗夾具基于含沖擊損傷的薄層壓板在壓縮時不發生整體失穩或局部屈曲，保證試驗件在沖擊損傷位置發生壓縮破壞，實現準確測量薄層壓板沖擊后壓縮性能，為薄層壓板在飛機結構中的應用提供準確可靠的試驗數據支持。
[0005]為解決以上問題，本實用新型的具體技術方案如下:一種復合材料薄板沖擊后壓縮剩余強度組合式試驗夾具，在薄板試驗件的兩表面分別設置長夾板，長夾板的一端內表面設有凸臺，兩個長夾板的凸臺上下反向設置，且凸臺端面與試驗件貼合;在長夾板的另一端外表面設有短夾板，短夾板中部內表面設有凸臺，并落座在對面設置的長夾板凸臺上;短夾板遠離長夾板的一端通過連接螺栓與對面設置的長夾板連接。
[0006]所述的長夾板的凸臺端面與長夾板的內表面交線處設有細槽口，細槽口內設有金屬墊塊，試驗件的端面和短夾板的凸臺端面落座在金屬墊塊上。
[0007]所述的長夾板與試驗件貼合的內表面為齒形面。
[0008]所述的長夾板與試驗件的貼合面上設有可視的窗口。
[0009]所述的短夾板內表面與對面設置的長夾板內表面之間設有填隙墊板，并通過連接螺栓壓緊。
[0010]所述的同側的短夾板與長夾板的接觸面之間設有調壓墊片，調壓墊片通過短夾板穿過的限位螺釘壓緊在長夾板上。
[0011]該復合材料薄板沖擊后壓縮剩余強度組合式試驗夾具采用上夾板與短夾板之間的連接結構，可用普通鋼材或鋁合金制造，夾具裝配方便，易操作，可以準確測試復合材料薄板沖擊后壓縮性能，試驗件在壓縮過程中不會發生整體失穩或局部屈曲，試驗件破壞模式為典型的沖擊后壓縮破壞，可以顯著提高復合材料薄板沖擊后壓縮性能測試的成功概率，直接降低了試驗成本;為復合材料薄板在飛機上的應用提供了有效的試驗依據，進而實現復合材料結構減重設計，因此本夾具非常顯著的經濟效益。
[0012]長夾板上設計了細槽口，此處可以放置剛性材料制造的鋼制的墊塊，墊塊需要進行粹火處理，以提高它的硬度，保證了試驗件的定位夾緊。
[0013]長夾板與試驗件接觸面設計為齒形面，這樣既能防止試驗件在壓縮過程出現整體失穩，又能夠減少夾板與試驗件的接觸面積，即降低因為摩擦產生的試驗誤差;此外還為應變片和應變片導線預留布置空間。
[0014]填隙墊板和試驗件是在同一個復合材料平板上切割，以保證填隙墊板和試驗件的厚度相同，從而保證預留空間與試驗件的厚度相同。
[0015]短夾板與長夾板的接觸面之間設有調壓墊片，短夾板的頂端設計有兩個限位螺紋孔，此處裝有限位螺釘，可通過調節螺釘長度來調節短夾板與長夾板間的壓力，確保長夾板對試驗件起到簡支效果。
【附圖說明】
[0016]圖1為本新型結構的主視圖。
[0017]圖2為圖1的A-A剖視圖。
[0018]圖3為本新型結構的長夾板示意圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1和圖2所示，一種復合材料薄板沖擊后壓縮剩余強度組合式試驗夾具，在薄板試驗件10的兩表面分別設置長夾板I，長夾板I的一端內表面設有凸臺，兩個長夾板的凸臺上下反向設置，且凸臺端面與試驗件貼合;在長夾板I的另一端外表面設有短夾板2，短夾板2中部內表面設有凸臺，并落座在對面設置的長夾板I凸臺上;短夾板2遠離長夾板的一端通過連接螺栓6與對面設置的長夾板I連接，通常長夾板底部開有4個圓形緊固件連接孔，用于長夾板與短夾板通過連接螺栓6連接，以保證試驗件根部有較強的面外約束，防止試驗件發生散裂破壞。
[0020]如圖3所示，所述的長夾板I的凸臺端面與長夾板I的內表面交線處設有細槽口11，細槽口 11內設有金屬墊塊3，試驗件的端面和短夾板2的凸臺端面落座在金屬墊塊3上;所述的長夾板I與試驗件貼合的內表面為齒形面9;所述的長夾板I與試驗件的貼合面上設有可視的窗口 8。
[0021]所述的短夾板2內表面與對面設置的長夾板I內表面之間設有填隙墊板4，并通過連接螺栓6壓緊。
[0022]所述的同側的短夾板2與長夾板I的接觸面之間設有調壓墊片5，調壓墊片5通過短夾板2穿過的限位螺釘7壓緊在長夾板I上。
[0023]其工作過程為:首先將金屬墊塊放入長夾板的細槽中，試驗件10放入長夾板與短夾板裝配后形成的凹槽中，再將兩個組件按照圖1所示進行裝配，這樣試驗件就被夾具夾在了中間;在長夾板和短夾板之間放置調壓墊片，調壓墊片為鋁合金和鋼質的薄板，最后安裝限位螺釘，調節限位螺釘長度，使得兩個長夾板與試驗件剛好接觸上;最后將裝配好的試驗件測試裝置放置在壓縮試驗平臺上進行測試。
【主權項】
1.一種復合材料薄板沖擊后壓縮剩余強度組合式試驗夾具，其特征在于:在薄板試驗件的兩表面分別設置長夾板(1)，長夾板(I)的一端內表面設有凸臺，兩個長夾板的凸臺上下反向設置，且凸臺端面與試驗件貼合;在長夾板(I)的另一端外表面設有短夾板(2)，短夾板(2)中部內表面設有凸臺，并落座在對面設置的長夾板(I)凸臺上;短夾板(2)遠離長夾板的一端通過連接螺栓(6)與對面設置的長夾板(I)連接。2.如權利要求1所述的復合材料薄板沖擊后壓縮剩余強度組合式試驗夾具，其特征在于:所述的長夾板(I)的凸臺端面與長夾板(I)的內表面交線處設有細槽口(11)，細槽口(11)內設有金屬墊塊(3)，試驗件的端面和短夾板(2)的凸臺端面落座在金屬墊塊(3)上。3.如權利要求1所述的復合材料薄板沖擊后壓縮剩余強度組合式試驗夾具，其特征在于:所述的長夾板(I)與試驗件貼合的內表面為齒形面(9)。4.如權利要求1所述的復合材料薄板沖擊后壓縮剩余強度組合式試驗夾具，其特征在于:所述的長夾板(I)與試驗件的貼合面上設有可視的窗口(8)。5.如權利要求1所述的復合材料薄板沖擊后壓縮剩余強度組合式試驗夾具，其特征在于:所述的短夾板(2)內表面與對面設置的長夾板(I)內表面之間設有填隙墊板(4)，并通過連接螺栓(6)壓緊。6.如權利要求1所述的復合材料薄板沖擊后壓縮剩余強度組合式試驗夾具，其特征在于:所述的短夾板(2)與長夾板(I)的接觸面之間設有調壓墊片(5)，調壓墊片(5)通過短夾板(2)穿過的限位螺釘(7)壓緊在長夾板(I)上。
【文檔編號】G01N3/04GK205506549SQ201620153693
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月1日
【發明人】何續斌, 李忠霖, 朱照澤
【申請人】中航沈飛民用飛機有限責任公司