用于纤维复合材料疲劳试验的防失稳装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于纤维复合材料疲劳试验的防失稳装置，其用于双曲面哑铃型试样的试验中，具体包括第一压板、第二压板和用于将两压板连接在一起的紧固件；各压板均包括一基板和从该基板的一面向外凸出的压紧部，两个压紧部相对设置。本发明专利技术还公开了一种试验方法，具体包括将式样夹持在两块压板之间，开启冷却装置，施加设定载荷等步骤。上述防失稳装置及试验方法，可以在双曲面哑铃型试样检测纤维复合材料层合板的抗疲劳试验过程中，减少在试验过程中试样产生屈曲失稳的现象。

Anti instability device and test method for fatigue test of fiber composite

The invention discloses a fiber composite material for fatigue test of stabilization device, which is used for testing hyperboloid dumbbell specimens, including the first plate, second plate and a fastener plate two connected together; each plate comprises a substrate and from the substrate side outward pressure part two pressing parts are arranged. The invention also discloses a test method, in particular comprising the steps of holding the pattern between the two pressing plates, opening the cooling device and applying setting load, etc.. The anti buckling device and the testing method can reduce the phenomenon of buckling instability of the sample during the test process by testing the fatigue test of the fiber composite laminates in the hyperboloid dumbbell type sample.

【技术实现步骤摘要】
用于纤维复合材料疲劳试验的防失稳装置及试验方法
本专利技术涉及纤维复合材料力学性能测试领域，具体是一种用于纤维复合材料疲劳试验的防失稳装置及试验方法。
技术介绍
纤维复合材料的基体一般为树脂类，在纤维复合材料层合板疲劳试验中，试样经常加工成直条型或双曲面哑铃型。由于试样在试验过程中承受循环载荷，试样最薄弱的中段容易产生屈曲失稳，因此需要通过安装防失稳装置来辅助试样的稳定性，目前的防失稳装置通常由两片平板状的部件夹持在试样的两侧，以减少在试验过程中试样产生屈曲失稳的现象，目前这种采用平板状部件的防失稳装置在用于直条型试样的试验中，具有较好的效果。但是在采用双曲面哑铃型试样的试验的过程中，仍旧常常发生试样屈曲失稳现象，请参阅图9，图9是双曲面哑铃型试样的结构简图，该双曲面哑铃型试样200包括中段202和位于中段202相对的两端的施力段201，在双曲面哑铃型试样200的厚度方向上、在中段202的相对的两侧各具有一凹槽204，凹槽204的底面205呈圆弧状，两个凹槽204对称设置在双曲面哑铃型试样200的厚度方向的两侧。在双曲面哑铃型试样的试验过程中，由于中段202的厚度比较薄，经常发生试样屈曲失稳现象，屈曲失稳现象使得试样的疲劳试验不能正常地顺利进行，导致无法对复合材料的疲劳性能进行有效的评价。另外在进行疲劳试验的过程中，试样本身会产生一定的热量，同时试样与防失稳装置之间相互摩擦也会产生一定的热量，这些热量无法及时散去时，随着试验的持续进行就会造成试样的温度不断上升。树脂基的纤维复合材料层合板随着温度逐渐上升，树脂的性能开始发生变化，这将导致复合材料层合板的力学性能急剧下降，会直接导致试样加速失效，疲劳试验不能正常顺利进行，以致无法实现对复合材料疲劳性能的有效评价。目前，对纤维复合材料层合板疲劳试验的要求越来越高，尤其是在风电行业，纤维复合材料层合板疲劳试验具有耗时长、费用高、难度大等特点，因此在疲劳试验过程中非正常破坏的试样愈多，必将造成测试时间、测试费用大幅增加。为了避免试验过程中试样的温度升的过高，常规的做法是采用吹风散热的方式对试样进行降温，虽然吹风散热的方式能够将试样的温度控制在一定范围内，但是当环境温度较高时，往往不能对试样的温度进行有效的控制，试样的温度常常升的很高，疲劳试验难以顺利完成等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，在采用双曲面哑铃型试样检测纤维复合材料层合板的抗疲劳试验过程中，减少在试验过程中试样产生屈曲失稳的现象，在上述目标的基础上，有效地控制试验过程中试样的温度。为达到上述目标，本申请首先提供一种用于纤维复合材料疲劳试验的防失稳装置，以使纤维复合材料采用双曲面哑铃型试样来检测其疲劳强度时，不再发生屈曲失稳现象。本专利技术所涉及的防失稳装置用于双曲面哑铃型试样的试验中，其包括第一压板、第二压板和紧固件；所述紧固件将第一压板与第二压板连接一起；所述第一压板包括一第一基板，从第一基板的一面向外凸出的第一压紧部，该第一压紧部具有一向外凸出的第一圆弧面；所述第二压板包括一第二基板，从第二基板的一面向外凸出的第二压紧部，该第二压紧部具有一向外凸出的第二圆弧面；第一圆弧面与第二圆弧面的弧度相同、且与双曲面哑铃型试样上的向内下凹的圆弧面的弧度相同；所述第一圆弧面与第二圆弧面相对设置。在将第一压板与第一压板分别设置在双曲面哑铃型试样的具有凹槽的相对的两侧时，第一圆弧面与第二圆弧面相对设置，且第一压紧部与第二压紧部分别伸入双曲面哑铃型试样的一个凹槽内，所述紧固件将第一压板与第二压板夹持在双曲面哑铃型试样上。本专利技术在使用时，首先将第一压板和第二压板设置在待检测的双曲面哑铃型试样两侧，并将第一压紧部和第二压紧部分别入到双曲面哑铃型试样的一个凹槽内，再用紧固件将第一压板与第二压板锁紧在双曲面哑铃型试样上，然后对双曲面哑铃型试样的两端施加设定的载荷，进行疲劳试验。由于双曲面哑铃型试样的两个凹槽分别被第一压紧部和第二压紧部抵压，在试验过程中，试样被限制在由第一压紧部和第二压紧部所限定的空间内，在试验过程中，试样不会发生屈曲失稳的现象，保证了试验的顺利进行。进一步，在第一压板上开设有第一冷却孔，在第二压板上开设有第二冷却孔，第一冷却孔和第二冷却孔连接冷却装置。在疲劳试验的过程，由于试样本身以及试样与第一压板和第二压板之间的摩擦均会产生一定的热量，这些热量在无法及时散去时，会导致试样的温度持续地升高，在第一压板与第二压板上分别开设第一冷却孔和第二冷却孔后，可以在第一冷却孔与第二冷却孔上连接冷却装置，在进行疲劳试样的过程中，通过冷却装置对第一压板和第二压板进行冷却，使双曲面哑铃型试样的温度保持在一定的范围内，可以有效地避免在温度升高后，试样中的树脂发生变化后，导致试样的力学性能产生较大的变化，进而影响疲劳试验的正常进行。进一步，所述紧固件为螺纹紧固件，在第一压板上开设有第一紧固孔，在第二压板上开设有第二紧固孔，第一紧固孔与第二紧固孔一一对应，所述螺纹紧固件在穿过第一紧固孔与第二紧固孔后能够将第一压板与第二压板夹持在双曲面哑铃型试样上。采用螺纹紧固件，并相应地设置第一紧固孔和第二紧固孔后，通过螺纹紧固件可以稳定地将第一压板与第二压板夹持在双曲面哑铃型试样的两侧，采用紧固孔的方式，可以在对双曲面哑铃型试样的夹持过程中，比较易于定位，同时在未进行试验时，可以用螺纹紧固将将第一压板与第二压板连接在一起，易于管理。优选地，在任一个第一紧固孔与相对应的第二紧固孔两者之中，至少有一个为螺纹孔，所述螺纹紧固件为螺栓。在相对应的第一紧固孔与第二紧固孔中，至少将其中一个设置为螺纹孔后，可以直接将螺栓旋拧在螺纹孔上，减少装置的零部件的数量。优选地，所述螺纹紧固件包括相互配合的螺栓和螺母。采用由相互配合的螺栓和螺母作为紧固件，虽然使装置的零部件的数量增加，但是可以方便地更换紧固件。尤其是在第一紧固孔与第二紧固孔中具有螺纹孔时，当螺纹孔受到破坏时，采用相互配合的螺栓和螺母仍能够使第一压板和第二压板发挥作用。进一步，所述第一压紧部由第一基板的一面的中间部向外凸出，所述第二压紧部由第二基板的一面的中间部向外凸出。该设计可以有效地降低本装置的总体重量。优选地，所述紧固件为螺纹紧固件，在第一压板上开设有第三紧固孔，第三紧固孔设置在第一压紧部的两侧；在第二压板上开设有第四紧固孔，第四紧固孔设置在第二压紧部的两侧；第三紧固孔与第四紧固孔一一对应，所述螺纹紧固件在穿过第三紧固孔与第四紧固孔后能够将第一压板与第二压板夹持在双曲面哑铃型试样上。该设计可有效地降低第三紧固孔和第四紧固孔的弧度，方便于两个紧固孔的加工。本专利技术中，第一压板与第二压板采用具有良好导热性能的金属材料制造，优选采用铜材料制造。利用铜的优良导热性能可以快速地对双曲面哑铃型试样进行冷却。为达到上述目标，本申请还提供一种用于纤维复合材料疲劳试验的试验方法，其采用上述的具有第一冷却孔和第二冷却孔的用于纤维复合材料疲劳试验的防失稳装置中的任一种，具体包括以下步骤：(1)将待检测的双曲面哑铃型试样夹持在第一压板与第二压板之间，并使第一压紧部与第二压紧部分别伸入双曲面哑铃型试样的一个凹槽内，然后用紧固件按设定压力锁紧第一压板和第二压板；(2)将第一冷却孔与第二冷却孔接通冷却装置，并启动冷却装置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于纤维复合材料疲劳试验的防失稳装置，其用于双曲面哑铃型试样的试验中，其特征在于，包括第一压板、第二压板和紧固件；所述紧固件将第一压板与第二压板连接一起；所述第一压板包括一第一基板，从第一基板的一面向外凸出的第一压紧部，该第一压紧部具有一向外凸出的第一圆弧面；所述第二压板包括一第二基板，从第二基板的一面向外凸出的第二压紧部，该第二压紧部具有一向外凸出的第二圆弧面；第一圆弧面与第二圆弧面的弧度相同、且与双曲面哑铃型试样上的向内下凹的圆弧面的弧度相同；所述第一圆弧面与第二圆弧面相对设置。

【技术特征摘要】
1.用于纤维复合材料疲劳试验的防失稳装置，其用于双曲面哑铃型试样的试验中，其特征在于，包括第一压板、第二压板和紧固件；所述紧固件将第一压板与第二压板连接一起；所述第一压板包括一第一基板，从第一基板的一面向外凸出的第一压紧部，该第一压紧部具有一向外凸出的第一圆弧面；所述第二压板包括一第二基板，从第二基板的一面向外凸出的第二压紧部，该第二压紧部具有一向外凸出的第二圆弧面；第一圆弧面与第二圆弧面的弧度相同、且与双曲面哑铃型试样上的向内下凹的圆弧面的弧度相同；所述第一圆弧面与第二圆弧面相对设置。2.根据权利要求1所述的防失稳装置，其特征在于，在第一压板上开设有第一冷却孔，在第二压板上开设有第二冷却孔。3.根据权利要求2所述的防失稳装置，其特征在于，所述紧固件为螺纹紧固件，在第一压板上开设有第一紧固孔，在第二压板上开设有第二紧固孔，第一紧固孔与第二紧固孔一一对应，所述螺纹紧固件在穿过第一紧固孔与第二紧固孔后能够将第一压板与第二压板夹持在双曲面哑铃型试样上。4.根据权利要求3所述的防失稳装置，其特征在于，在任一个第一紧固孔与相对应的第二紧固孔两者之中，至少有一个为螺纹孔，所述螺纹紧固件为螺栓。5.根据权利要求3所述的防失稳装置，其特征在于，所述螺纹紧固件包括相互配合的螺栓和螺母。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丹，方允伟，王佳庆，徐琪，赵洪宝，
申请(专利权)人：南京玻璃纤维研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32