一种复合材料层板冲击后压缩疲劳试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种复合材料层板冲击后压缩疲劳试验装置，用于对冲击后的层板试验件进行压缩试验，其属于复合材料试验技术领域，所述试验装置包括：导向部件，导向部件内具有导向通道，导向通道的导向方向与加载机构的加载方向一致；加载部件，加载部件设置于导向通道内，加载部件连接于加载机构用于向层板试验件传递加载力；固定部件，固定部件与层板试验件平面固定，使层板试验件的平面平行于加载机构的加载方向。本发明专利技术的试验装置优点在于:复合材料层合板试件无需剪裁可直接用来做疲劳试验，以及使用该试验装置时层板试验件对中性好，试验过程中层板试验件只能在一个自由度下发生压缩位移，可以保证层板试验件不会发生失稳破坏。

A compression fatigue test device for composite laminates after impact

The invention relates to a composite laminates after impact compression fatigue test device for test piece of laminates after impact compression test, which belongs to the technical field of composite materials testing, the test device includes a guide member within the guide member has a guide channel, guide guide channel and direction of loading mechanism for loading direction; loading parts, loading member is arranged in a guide channel, in the loading mechanism for loading plate test piece to transfer is connected with the load components; the fixed component, a fixed component and a plate test piece fixed on the plane, the plane plate test piece is parallel to the loading direction of loading mechanism. The test device of the invention has the advantages that the composite laminate specimen without cutting can be directly used for the fatigue test, and the test device layer test for neutral good plate test pieces can only be in the process of test compression displacement in one degree of freedom, can guarantee the plate test failure does not occur.

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料层板冲击后压缩疲劳试验装置
本专利技术属于复合材料疲劳试验
，尤其涉及一种复合材料层板冲击后压缩疲劳试验装置及方法。
技术介绍
复合材料层合板以其比强度高、比刚度高、可设计性强等优点，已经成为现代航空航天领域不可缺少的材料之一，但是复合材料层合板由于其特殊的构成方式导致对冲击载荷比较敏感，尤其在承受低速冲击后，层合板表面几乎看不出损伤，而内部却会产生大面积基体开裂和层间分层等损伤，这些损伤会导致冲击后复合材料构件的压缩强度大大降低，而在压缩疲劳载荷下，这些损伤可以彼此诱发相互耦合，其损伤演化和破坏机理十分复杂。目前随着复合材料在飞行器主承力结构上的广泛应用，需对对含有初始低速冲击损伤复合材料层合板进行压缩疲劳试验，以验证其冲击后的力学性能。现有技术中对于含有初始低速冲击损伤复合材料层合板的压缩疲劳试验方法仍没有统一标准，常用的一种方法就是将试件直接夹持在疲劳试验机上，但由于低速冲击试验标准中规定的试件的尺寸为长150mm×宽100mm，而疲劳试验机的夹头往往没有这么大的开口尺寸，这就要求试件在低速冲击试验后要进行裁剪才能进行疲劳试验，而且疲劳试验机的夹持力往往过大，直接夹持会导致试件在疲劳试验中容易在夹持处发生破坏。另一种试验研究是根据压缩静力试验的标准进行修改来完成，通过对试件四周进行固定，用端部加载的方式将载荷引入试样工作段，这种方法的优点是试件在做完低速冲击试验后不用剪裁直接可以做压缩试验，但是该方法中的加载方式是用一个“帽子”盖在试件上，压缩载荷通过“帽子”传递给试件，由于该种方法是为冲击后压缩剩余强度试验设计的，负责传递载荷的“帽子”也没有固定，试件与夹具间存在明显的空隙，在静力试验中，试件只需承受一次加载过程，而在疲劳试验中，试件和夹具间的反复摩擦会导致试件的周边首先发生破坏，因此该方法只适合于静力试验。还有采用剪切的方式将载荷引入试样工作段，其原理是通过圆锥形的楔形夹块将载荷以剪切的形式传递到试样上，但是圆筒形夹具的最大问题在于其导向作用的圆筒与加载用的圆锥体之间存在较大的间隙，而且夹具中加强片的厚度、平直度和平行度，都会影响夹具的对中度，因而在加载过程中会容易产生弯曲失稳的现象，而且该方法要求的试件类型并不是低速冲击试验中所用试件的尺寸，这就要求试件在低速冲击试验后要进行裁剪才能进行疲劳试验，这些在试验过程中都不方便实现。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种复合材料层板冲击后压缩疲劳试验装置，用于解决上述任一问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种复合材料层板冲击后压缩疲劳试验装置，用于对冲击后的层板试验件进行压缩试验，所述试验装置包括导向部件，导向部件内具有导向通道，导向通道的导向方向与加载机构的加载方向一致；加载部件，加载部件设置于导向通道内，加载部件连接于加载机构用于向层板试验件传递加载力；固定部件，固定部件与层板试验件平面固定，使层板试验件的平面平行于加载机构的加载方向。进一步的，导向部件上设有观察口，通过观察口能够观察到层板试验件的冲击部位。进一步的，所述导向部件为两相互对称设置且截面成“П”型的导向单元，两导向单元通过调节螺杆连接。进一步的，所述加载部件为两沿着加载方向对称设置且具有T型槽的加载单元，层板试验件两端面设置于T型槽内，通过固定部件与加载单元固定。进一步的，固定部件与加载单元通过调节螺栓固定，用于调节固定部件对层板试验件的压紧力。进一步的，还包括传递单元，所述传递单元设置于加载单元的T型槽内与层板试验件接触，用于传递加载机构的加载力。进一步的，还包括滑轨单元，滑块单元设置于导向通道内且位于导向单元与加载单元之间。进一步的，所述滑轨单元的数量为八个，以四个为一组，分布于加载单元周围。本专利技术的试验装置优点在于:(1)本专利技术装置对于根据相关标准制备的复合材料层合板试件可以无需剪裁直接用来做疲劳试验；(2)固定好试件后，层板试验件与试验装置的接触部分没有缝隙，层板试验件在疲劳试验过程中不会因为晃动和摩擦在试件周边产生破坏；(3)本专利技术中的层板试验件对中性好，试验过程中层板试验件只能在一个自由度下发生压缩位移，可以保证层板试验件不会发生失稳破坏；(4)本专利技术适合在任一款液压伺服疲劳试验机上进行操作，只要下夹头保持平整即可，对试验机夹头没有其他特殊要求。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1为本专利技术的复合材料层板冲击后压缩疲劳试验装置结构图。图2为本专利技术的复合材料层板冲击后压缩疲劳试验装置正视图。图3为本专利技术的复合材料层板冲击后压缩疲劳试验装置侧视图。图4为本专利技术的加载单元正视图。图5为本专利技术的加载单元侧视图。图6为本专利技术的滑轨正视图。图7为本专利技术的滑轨侧视图。图8为本专利技术的层板试验件示意图。附图标记：1-导向部件，11-导向通道，12-观察口，13-导向单元，14-调节螺杆；2-加载部件，21-加载单元，22-压紧螺栓，23-固定螺栓；3-固定部件；4-传递单元；5-滑轨单元。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。为克服现有技术中无法将低速冲击试验后的复合材料层合板试件直接应用于压缩疲劳试验的不足，提供一种复合材料层合板在低速冲击后的压缩疲劳试验装置，用于解决含有初始低速冲击损伤复合材料层合板压缩疲劳试验中固定试件的问题，使得复合材料层合板在低速冲击试验后无需剪裁，可直接用于压缩疲劳试验，在疲劳试验中，层板试验件10只能在一个自由度下沿着压缩载荷的方向移动，避免了疲劳试验中对层板试验件10的磨损，同时也很好的解决了试件在压缩载荷下对中性的问题，大大降低了压缩疲劳试验中失稳的可能性。如图1至图7所示，本专利技术的压缩疲劳试验装置包括导向部件1、加载部件2及固定部件3，导向部件1用于使加载部件2沿着导向部件1指定的方向进行加载，而固定部件3用于固定层板试验件10于加载部件2上。导向部件1内具有导向通道11及观察口12，导向通道11的导向方向与加载机构的加载方向一致，观察口12能够观察到层板试验件10的冲击部位。在本专利技术中，导向部件1由两个相互对称设置且截面成“П”型的导向单元13构成，两导向单元13对置放置则中间部位形成了导向通道11，导向单元13在外侧四个角开有四个圆孔，两个导向单元13通过四个调节螺杆14穿过圆孔连接并通过调节螺杆14来调节两导向单元13之间的距离，以限制导向通道14中的加载部件2的自由度及加紧力，使得加载部件2只能沿着两导向单元13形成的导向通道14做上下移动。此外，在导向单元13的侧面开有一个矩形槽，此矩形槽即为观察口12，通过观察口12可观察到层板试验件10的试验情况。加载部件2由上下对称设置的两加载单元21构成，两加载单元21均置于导向通道11内，加载单元21连接于加载机构，可向层板试验件10传递加载力。加载单元21具有一个T型槽，T型槽的顶部垂直于加载方向，T型槽底部平行与加载方向，在加载单元21的一侧设有螺栓孔，螺栓孔穿过侧壁联通至T型槽，两加载单元21相对摆放，层板试验件10的两端面置于T型槽中，两个加载单元21开T形孔槽的一侧朝向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料层板冲击后压缩疲劳试验装置，用于对冲击后的层板试验件进行压缩试验，其特征在于，所述试验装置包括导向部件(1)，导向部件(1)内具有导向通道(11)，导向通道(11)的导向方向与加载机构的加载方向一致；加载部件(2)，加载部件设置于导向通道(11)内，加载部件(2)连接于加载机构用于向层板试验件(10)传递加载力；固定部件(3)，固定部件(3)与层板试验件(10)平面固定，使层板试验件(10)的平面平行于加载机构的加载方向。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料层板冲击后压缩疲劳试验装置，用于对冲击后的层板试验件进行压缩试验，其特征在于，所述试验装置包括导向部件(1)，导向部件(1)内具有导向通道(11)，导向通道(11)的导向方向与加载机构的加载方向一致；加载部件(2)，加载部件设置于导向通道(11)内，加载部件(2)连接于加载机构用于向层板试验件(10)传递加载力；固定部件(3)，固定部件(3)与层板试验件(10)平面固定，使层板试验件(10)的平面平行于加载机构的加载方向。2.根据权利要求1所述的复合材料层板冲击后压缩疲劳试验装置，其特征在于，导向部件(1)上设有观察口(12)，通过观察口(12)能够观察到层板试验件(10)的冲击部位。3.根据权利要求1所述的复合材料层板冲击后压缩疲劳试验装置，其特征在于，所述导向部件(1)为两相互对称设置且截面成“П”型的导向单元(13)，两导向单元(13)通过调节螺杆(14)连接。4.根据权利要求1所述的复合材料层板冲击后压缩疲劳试验装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佳莹，卢学峰，于春芳，苏昱逢，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21