大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统技术方案

一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，包括三层立体封闭环形机架，机架底层设为试样动态疲劳测试区，机架中层设为试样存储区，机架顶层设为试样疲劳损伤检测区，机架中间设有机械臂。试验方法为：通过机械臂在试样存储区夹取复合材料试样，先将复合材料试样移至试样疲劳损伤检测区内，通过区内悬臂梁反向共振疲劳试验机构对复合材料试样进行热环境下的动态疲劳耐久性试验，直至复合材料试样发生疲劳破坏，再将发生疲劳破坏的复合材料试样移至试样疲劳损伤检测区，复合材料试样先放置到试样托盘上，再移动载有复合材料试样的托盘至试样疲劳损伤检测箱内完成疲劳损伤检测，判断是否需要人工二次检测，并分别移至对应回收箱中。

Dynamic fatigue durability test system of composite materials based on mass automation

【技术实现步骤摘要】
大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统
本技术属于复合材料疲劳测试
，特别是涉及一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统。
技术介绍
对于纤维增强复合材料来说，其具有比强度高、比模量高、热稳定性好以及一定的阻尼减振能力，已经被广泛的应用于航空航天等诸多领域。但是，采用复合材料制造的构件，其在使用过程中，往往会由于应力和环境因素而产生损伤以至破坏，而疲劳损伤便是主要破坏形式之一。疲劳损伤的产生、扩展与积累，会加剧复合材料构件的环境与应力腐蚀，同时也会加剧复合材料构件的老化，从而造成复合材料构件的耐环境性能严重下降，以及强度与刚度的急剧损失，会大大降低复合材料构件的使用寿命，甚至会造成灾难性后果。因此，对复合材料的疲劳性能进行研究十分必要也极为重要，其对未来复合材料的研究及制造都具有重要意义。目前，仍然缺少相对完善的纤维增强复合材料疲劳试验系统，而且人们对于纤维增强复合材料的大批量疲劳试验研究也较少，以公告号为CN103424322A的中国专利为例，其公开了一种碳纤维复合材料承压壳体液压疲劳试验系统，以满足复杂结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，其特征在于：包括机架，所述机架采用三层立体封闭环形结构，机架底层设为试样动态疲劳测试区，机架中层设为试样存储区，机架顶层设为试样疲劳损伤检测区；在所述机架底层的试样动态疲劳测试区安装有悬臂梁反向共振疲劳试验机构，悬臂梁反向共振疲劳试验机构数量若干，若干悬臂梁反向共振疲劳试验机构沿机架周向均布设置；在所述机架中层的试样存储区安装有试样存储放料箱；在所述机架顶层的试样检测区分别设有试样托盘存储放料箱、第一全向传送带、第一单向传动带、第二全向传送带、第二单向传送带、第三全向传送带、第三单向传送带、第一试样托盘回收箱、第二试样托盘回收箱及试样疲劳损...

【技术特征摘要】
1.一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，其特征在于：包括机架，所述机架采用三层立体封闭环形结构，机架底层设为试样动态疲劳测试区，机架中层设为试样存储区，机架顶层设为试样疲劳损伤检测区；在所述机架底层的试样动态疲劳测试区安装有悬臂梁反向共振疲劳试验机构，悬臂梁反向共振疲劳试验机构数量若干，若干悬臂梁反向共振疲劳试验机构沿机架周向均布设置；在所述机架中层的试样存储区安装有试样存储放料箱；在所述机架顶层的试样检测区分别设有试样托盘存储放料箱、第一全向传送带、第一单向传动带、第二全向传送带、第二单向传送带、第三全向传送带、第三单向传送带、第一试样托盘回收箱、第二试样托盘回收箱及试样疲劳损伤检测箱；所述试样托盘存储放料箱、第一全向传送带、第一单向传动带、第二全向传送带、第二单向传送带、第三全向传送带、第三单向传送带及第一试样托盘回收箱在机架顶层顺序排列，且第一试样托盘回收箱与试样托盘存储放料箱相邻；所述第二试样托盘回收箱安装在第二全向传送带出口侧，所述试样疲劳损伤检测箱跨装在第二全向传送带中部上方；在所述机架的中间位置安装有一台试样转运机械臂。


2.根据权利要求1所述的一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，其特征在于：所述悬臂梁反向共振疲劳试验机构包括试验台架、龙门支架、第一悬臂梁、第二悬臂梁、悬臂梁安装架、第一振动电机、第二振动电机及热环境模拟箱；所述龙门支架固装在试验台架上部，所述第一悬臂梁一端固连在龙门支架的一根竖梁上，第一悬臂梁另一端为自由端；所述第二悬臂梁一端固连在悬臂梁安装架上，第二悬臂梁另一端为自由端，第二悬臂梁与第一悬臂梁沿一条直线分布且自由端正对，在第一悬臂梁和第二悬臂梁的自由端均设置有试样夹紧结构，复合材料试样固连在第一悬臂梁与和第二悬臂梁的自由端之间；所述悬臂梁安装架安装在试验台架上，悬臂梁安装架在试验台架上位置可调；所述第一振动电机固装在第一悬臂梁上，所述第二振动电机固装在第二悬臂梁上；所述热环境模拟箱吊装在龙门支架的横梁上，热环境模拟箱可沿龙门支架横梁直线移动；在所述第一悬臂梁下方的试验台架上安装有第一激光位移传感器，在所述第二悬臂梁下方的试验台架上安装有第二激光位移传感器，在复合材料试样下方的试验台架上安装有第三激光位移传感器，第一激光位移传感器、第二激光位移传感器及第三激光位移传感器位于同一条直线上且位置可调。


3.根据权利要求2所述的一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，其特征在于：所述热环境模拟箱包括热防护箱体及红外辐射加热管，热防护箱体上部采用对开式结构，热防护箱体上部设置有若干冷却降温喷口；在所述试验台架上分别安装有抽吸两用气泵和低温二氧化碳储气罐，抽吸两用气泵的抽吸气口与低温二氧化碳储气罐的出气口通过三通阀汇接到冷却降温喷口上；所述红外辐射加热管安装在热防护箱体内侧底部；在所述热防护箱体上设置有观察窗口；所述试样夹紧结构包括压板、压紧螺栓及导向销钉，导向销钉竖直固装在第一悬臂梁/第二悬臂梁的自由端上表面，压板位于第一悬臂梁/第二悬臂梁的自由端上表面的上方，在压板上设有导向孔，所述导向销钉穿装在导向孔中；所述压紧螺栓竖直连接在压板与第一悬臂梁/第二悬臂梁之间，压紧螺栓的螺帽朝上，在压板与第一悬臂梁/第二悬臂梁之间的螺杆上套装有推力弹簧。


4.根据权利要求1所述的一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，其特征在于：所述试样存储放料箱包括试样存储放料箱体、试样放料丝母推块、试样放料丝杠、试样放料电机、试样顶升弹簧及试样顶升板；所述试样放料丝杠和试样放料电机水平安装在试样存储放料箱体顶部，试样放料电机的电机轴与试样放料丝杠端部相固连；所述试样放料丝母推块的丝母端安装在试样放料丝杠上，试样放料丝母推块可沿试样放料丝杠直线移动，试样放料丝母推块的推块端位于试样存储放料箱体内；在所述试样存储放料箱体的侧壁上开设有试样放料口；所述试样顶升弹簧竖直安装在试样存储放料箱体内部箱底上，试样顶升弹簧顶端水平设置试样顶升板，复合材料试样堆叠设置在试样顶升板与试样放料丝母推块的推块端之间。


5.根据权利要求1所述的一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，其特征在于：所述试样托盘存储放料箱包括试样托盘存储放料箱体、托盘放料丝母推块、托盘放料丝杠、托盘放料电机、托盘支撑弹簧、托盘承放板、承放板导向柱、承放板升降驱动带、承放板升降主动带轮、承放板升降从动带轮及承放板升降驱动电机；所述托盘放料丝杠和托盘放料电机水平安装在试样托盘存储放料箱体顶部，托盘放料电机的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晖，戴哲鑫，石有泰，王俊，黄浩诚，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21