The invention provides a flexible fiber reinforced film biaxial stress fatigue loading test device, which includes: a bench, upper longitudinal and latitudinal supporting crossbeams, vertical columns, apex angle strengthening joints, middle longitudinal and latitudinal crossbeams, biaxial tension specimens, sample fixing chucks, longitudinal and latitudinal sample fixing chucks, position relaxation regulator, longitudinal and latitudinal position relaxation regulator, upper layer fixing chucks. Beam positioner, tension load transfer belt, longitude and latitude tension load transfer belt, longitude and latitude beam transfer belt limiter, longitude and latitude load transfer plate, fatigue load loader, longitude and latitude fatigue load weight, longitude and latitude load connection rope, longitude and latitude load elastic rope, fatigue loader, fatigue motor, variable load cam, elastic rope fixer, central elasticity The invention has a simple structure, convenient installation, easy maintenance and low cost.
【技术实现步骤摘要】
一种柔性纤维增强薄膜双轴向应力疲劳加载试验装置
本专利技术属于机械测量领域，设计了一种柔性纤维增强薄膜双轴向应力疲劳加载试验装置。该试验装置可以对柔性增强薄膜材料的经向和纬向同时加载互不干扰的应力载荷来测量其在双轴向拉伸时的疲劳特性。所设计的装置可以为柔性薄膜材料试样的经向和纬向加载所需要的基础应力和循环变化应力。试验装置结构简单，试验操作简单使用方便，可以模拟柔性纤维增强薄膜材料在真实载荷工况下的双轴向疲劳特性，为设计和测试柔性纤维增强薄膜材料的疲劳特性提供一种简单可靠的方式。
技术介绍
在新产品结构设计和新材料研制过程中，材料的疲劳力学性能是材料应用性能的一个关键指标。在机械零部件失效中，疲劳失效情况占据50％以上，而且疲劳应力破坏经常在低应力条件下发生，甚至远低于其拉伸断裂破坏强度，在没有出现明显的塑性变形时直接断裂导致灾难性事件发生。对于柔性纤维增强薄膜材料来说，材料的双轴向疲劳性能直接决定材料的应用范围，而且柔性纤维增强薄膜材料通常为各向异性，且受力方向并不单一。传统的疲劳拉伸机一般只能对测试材料进行单轴向应力加载测试，而双轴向疲劳拉伸机设备价格十分昂贵，试验加载复杂。本专利技术与专利《材料微观力学性能双轴拉伸-疲劳测试系统及其测试方法(CN104913974A)》并没有与本专利相雷同之处，该专利设计的特点在施加拉伸载荷之前就对测试材料制造了人为缺陷，然后通过精密的光学系统观察缺陷的扩展，计算机软件分析光学系统传送过来的数据得到该材料的疲劳特性。该专利设计的系统结构较复杂，其测试方法对柔性纤维增强薄膜也并不合适。因为通过在测试材料上制造缺陷来进行...
【技术保护点】
1.一种柔性纤维增强薄膜双轴向应力疲劳加载试验装置，其特征在于：它包括：台架(1)、上层经向支撑横梁(11)、上层纬向支撑横梁(12)、垂直立柱(13)、顶角加强接头(14)、中层经向横梁(15)、中层纬向横梁(16)、双轴向拉伸试样(2)、试样固定卡头(3)、经向试样固定卡头(31)、纬向试样固定卡头(32)、位置松紧调节器(4)、经向位置松紧调节器(41)、纬向位置松紧调节器(42)、上层横梁定位器(43)、拉伸载荷传递带(5)、经向拉伸载荷传递带(51)、纬向拉伸载荷传递带(52)、经向横梁传递带限位器(53)、纬向横梁传递带限位器(54)、经向载荷转接板(55)、纬向载荷转接板(56)、疲劳载荷加载件(6)、经向疲劳载荷砝码(61)、纬向疲劳载荷砝码(62)、经向载荷连接绳(63)、纬向载荷连接绳(64)、经向载荷弹性绳(65)、纬向载荷弹性绳(66)、疲劳加载件(7)、疲劳电机(71)、变载荷凸轮(72)、弹性绳固定件(8)、中心弹性绳固定球(81)、中心固定支柱(82)；以上部件相互之间位置关系是：台架(1)四角的顶角加强接头(14)用于固定安装上层经向支撑横梁(11)、上...
【技术特征摘要】
1.一种柔性纤维增强薄膜双轴向应力疲劳加载试验装置，其特征在于：它包括：台架(1)、上层经向支撑横梁(11)、上层纬向支撑横梁(12)、垂直立柱(13)、顶角加强接头(14)、中层经向横梁(15)、中层纬向横梁(16)、双轴向拉伸试样(2)、试样固定卡头(3)、经向试样固定卡头(31)、纬向试样固定卡头(32)、位置松紧调节器(4)、经向位置松紧调节器(41)、纬向位置松紧调节器(42)、上层横梁定位器(43)、拉伸载荷传递带(5)、经向拉伸载荷传递带(51)、纬向拉伸载荷传递带(52)、经向横梁传递带限位器(53)、纬向横梁传递带限位器(54)、经向载荷转接板(55)、纬向载荷转接板(56)、疲劳载荷加载件(6)、经向疲劳载荷砝码(61)、纬向疲劳载荷砝码(62)、经向载荷连接绳(63)、纬向载荷连接绳(64)、经向载荷弹性绳(65)、纬向载荷弹性绳(66)、疲劳加载件(7)、疲劳电机(71)、变载荷凸轮(72)、弹性绳固定件(8)、中心弹性绳固定球(81)、中心固定支柱(82)；以上部件相互之间位置关系是：台架(1)四角的顶角加强接头(14)用于固定安装上层经向支撑横梁(11)、上层纬向支撑横梁(12)和垂直立柱(13)，以形成该装置的一个基础台架；在其中一根上层经向支撑横梁(11)和上层纬向支撑横梁(12)位置的下方平行位置分别安装有中层经向横梁(15)和中层纬向横梁(16)，上述两横梁(15、16)的两端分别连接在相应垂直立柱(13)的中间区域；上层台面主要由二根上层经向支撑横梁(11)和二根上层纬向支撑横梁(12)，它们中的一根上层经向支撑横梁(11)和一根上层纬向支撑横梁(12)的中间位置安装有同轴的经向横梁传递带限位器(53)和纬向横梁传递带限位器(54)，剩余两横梁分别安装有上层横梁定位器(43)；台架(1)台面的中央为被测试的双轴向拉伸试样(2)，其经向和纬向共四边中的两条边分别通过经向试样固定卡头(31)和纬向试样固定卡头(32)与经向位置松紧调节器(41)和纬向位置松紧调节器(42)连接固定，上述经向和纬向位置松紧调节器(41、42)固定于相应位置的上层横梁定位器；经向试样固定卡头(31)和纬向试样固定卡头(32)均用螺栓进行紧固；双轴向拉伸试样(2)的另外两条边通过另一组经向试样固定卡头(31)和纬向试样固定卡头(41)分别与经向拉伸载荷传递带(51)和纬向拉伸载荷传递带(52)连接，经向拉伸载荷传递带(51)和纬向拉伸载荷传递带(52)分别限制在其相应方向的经向横梁传递带限位器(53)和纬向横梁传递带限位器(54)内，防止出现轴向位移；经向拉伸载荷传递带(51)和纬向拉伸载荷传递带(52)的另一端分别与经向载荷连接绳(63)和纬向载荷连接绳(64)经过经向载荷转接板(55)与纬向载荷转接板(56)连接固定，基中经向载荷转接板(55)与纬向载荷转接板(56)由螺栓紧固；经向载荷连接绳(65)和纬向载荷连接绳(66)的下端分别挂有若干个经向疲劳载荷砝码(61)和纬向疲劳载荷砝码(62)，上述砝码亦连接在经向载荷弹性绳(65)和纬向载荷弹性绳(66)上，并且分别通过中层经向横梁(15)和中层纬向横梁(16)再穿过相应方向的变载荷凸轮(72)固定在中心弹性绳固定球(81)上，中心弹性绳固定球(81)连接于中心弹性绳固定支柱(82)上；变载荷凸轮(72)通过键连接固定于疲劳电机(71)的转轴上；所述台架(1)上的上层经向支撑横梁(11)、上层纬向支撑横梁(12)、垂直立柱(13)、顶角加强接头(14)、中层经向横横梁(15)和中层纬向横梁(16)均为不锈钢材质；台架(1)的上层桌面由2根上层经向支撑横梁(11)和2根上层纬向支撑横梁(12)通过顶角加强接头(14)连接成一体；两根上层经向支撑横梁(11)中的一根在杆的中间安装有一个上层横梁定位器(43)，与其平行的另一根上层经向支撑横梁(11)的中间安装有经向横梁传递带限位器(53)；同样的，两根上层纬向支撑横梁(12)中的一根在杆的中间安装有一个上层横梁定位器(43)，与其平行的另一根上层纬向支撑横梁(12)的中间安装有纬向横梁传递带限位器(54)；上层经向支撑横梁(11)和上层纬向支撑横梁(12)为圆柱杆；上述上层横梁定位器(43)、经向横梁传递带限位器(53)和纬向横梁传递带限位器(54)可以沿着所安装轴轴心转动，但轴向自由度被限制；在安装有上层横梁定位器43的两根横梁(11、12)下方的平行位置分别平行安装有中层经向横梁15和中层纬向横梁16，其两端分别焊接在相应垂直立柱13的中间区域；垂直立柱(13)其截面为正方形；上述部件均进行连接固定；所述的双轴向拉伸试样(2)预先裁切成“十”字形状，具体的尺寸根据实验设计确定；该试样(2)的四周均被经向试样固定卡头(31)和纬向试样固定卡头(32)固定，并用螺栓紧固；所述试样固定卡头(3)包括经向试样固定卡头(31)和纬向试样固定卡头(32)；它们与经向载荷转接板(55)和纬向载荷转接板(56)均由两块面板组成，铝合金材质且形状完全相同；两板料相邻接触面为锯齿形...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘龙斌，杨华波，胡凡，许秋平，赵磊，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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