一种测定多层材料临界分层轴向力的装置及方法，将多层材料分为两部分，一部分为待钻孔片材与无孔片材；将待钻孔片材放置在支撑板上；钻透待钻孔片材，形成有孔片材，有孔片材上形成若干通孔；将定型模具填充到通孔中，再将无孔片材贴附于有孔片材底面；固化后，取出定型模具，形成盲孔，于盲孔中对无孔片材施加竖直向下的压力，有孔片材与无孔片材脱离时的力为临界分层轴向力。本发明专利技术中对无孔片材施加的力可以通过控制进给速度和进给量，进行控制，从而控制分层的损伤的概率，保证测量的准确性。本发明专利技术中可以测量具体多层的临界力，待钻孔片材与无孔片材的层数可以根据实际需要进行确定，并通过后续钻削方案证明了测试结果的准确性。准确性。准确性。
【技术实现步骤摘要】
一种测定多层材料临界分层轴向力的装置及方法
[0001]本专利技术属于多层材料钻削加工领域，具体涉及一种测定多层材料临界分层轴向力的装置及方法。
技术介绍
[0002]多层材料具有轻质、耐疲劳、耐腐蚀性强等优点，而广泛应用于航空航天、交通运输、体育器材、汽车等众多领域。但一般多层材料在钻削加工过程中易发生分层现象，属于难加工材料。加工过程中产生的分层缺陷，在构件后期服役过程中，极易发生裂纹的扩展而使得整个产品的报废。加工参数会带来不同的轴向力，轴向力是引起分层的直接因素，故在钻削加工过程中对于加工参数的控制尤其重要。
[0003]现有技术中大多为理论推导，未建立相关测量临界分层轴向力的有效模型，且未进行较多可靠的实验，无供参考的案例。
技术实现思路
[0004]为克服现有技术中的问题，本专利技术的目的是提供一种测定多层材料临界分层轴向力的装置及方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种测定多层材料临界分层轴向力的装置，包括设置在支撑台上的支撑块，支撑块之间设置有用于承载待钻孔片材的支撑板；
[0007]待钻孔片材上方设置电机，电机上设置有钻头；钻头在电机的驱动下，向下运动，并钻透待钻孔片材，形成有孔片材，有孔片材上形成若干通孔；通孔中填充有定型模具，有孔片材底面贴附有无孔片材。
[0008]本专利技术进一步的改进在于，待钻孔片材和支撑块的顶部设置有压紧块。
[0009]本专利技术进一步的改进在于，压紧块顶部设置有压紧螺母。
[0010]本专利技术进一步的改进在于，电机的输出轴上设置有夹具，钻头设置在夹具上。
[0011]本专利技术进一步的改进在于，定型模具表面设置有脱膜层；定型模具底面与有孔片材下表面平齐，定型模具底面与无孔片材上表面相接触。
[0012]一种测定多层材料临界分层轴向力的方法，包括：
[0013]将多层材料分为两部分，一部分为待钻孔片材与无孔片材；将待钻孔片材放置在支撑板上；
[0014]钻透待钻孔片材，形成有孔片材，有孔片材上形成若干通孔；
[0015]将定型模具填充到通孔中，再将无孔片材贴附于有孔片材底面；
[0016]固化后，取出定型模具，形成盲孔，于盲孔中对无孔片材施加竖直向下的压力，有孔片材与无孔片材脱离时的力为临界分层轴向力。
[0017]本专利技术进一步的改进在于，定型模具表面设置有脱膜层；通过钻头钻透待钻孔片材，钻头连接有电机。
[0018]本专利技术进一步的改进在于，多层材料为碳纤维增强复合材料或三明治结构材料；待钻孔片材的层数为M，无孔片材的层数为N，M≥1，N≥1。
[0019]本专利技术进一步的改进在于，支撑板设置在支撑块之间，支撑块设置在支撑台上待钻孔片材和支撑块的顶部设置有压紧块，压紧块顶部设置有压紧螺母，通过旋转压紧螺母锁紧压紧块，使压紧块贴附于待钻孔片材与支撑块上。
[0020]本专利技术进一步的改进在于，定型模具底面与有孔片材下表面平齐，定型模具底面与无孔片材上表面相接触。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：
[0022]本专利技术通过设置钻头，实现对有孔片材的钻孔，然后再贴附无孔片材，可是测得具体的临界分层轴向力数值，解决了现有技术中无法测量临界分层轴向力的问题，并且对透待钻孔片材和无孔片材分层损伤较低。本装置结构简单，易于实现，并且测量结果克服现有技术中无法提供可供参考的临界分层轴向力有效数据等难题。
[0023]本专利技术通过将多层材料分为两部分，一部分为待钻孔片材与无孔片材；将待钻孔片材放置在支撑板上；通过将钻孔片材钻透后再贴合无孔片材，再对无孔片材施加力，实现临界分层轴向力的目的，本专利技术中对无孔片材施加的力可以通过控制进给速度和进给量，进行控制，从而控制分层的损伤的概率，保证测量的准确性。本专利技术中可以测量具体多层的临界力，待钻孔片材与无孔片材的层数可以根据实际需要进行确定，并通过后续钻削方案证明了测试结果的准确性，具有重要参考意义。
附图说明
[0024]图1为多层材料钻孔过程图；
[0025]图2为定型模具作用过程示意图；
[0026]图3为制件盲孔示意图；其中，(a)为俯视图，(b)为侧视图。
[0027]图4为有孔片材不同区域示意图。
[0028]图中，1为电机，2为夹具，3为钻头，4为压紧螺母，5为压紧块，6为支撑块，7为多层材料，8为支撑板，9为支撑台，10为有孔片材，11为无孔片材，12为定型模具，13为通孔，14为盲孔，15为区域。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本专利技术进行详细说明。
[0030]本专利技术中的多层材料7为碳纤维增强复合材料或典型三明治结构材料等。
[0031]一种测定多层材料临界分层轴向力的装置，包括设置在支撑台9上的支撑块6，支撑块6之间设置有用于承载待钻孔片材的支撑板8；
[0032]待钻孔片材上方设置电机1，电机1上设置有钻头3；钻头3在电机1的驱动下，向下运动，并钻透待钻孔片材，形成有孔片材10，有孔片材上形成若干通孔13；在通孔13中填充定型模具12，再将无孔片材11贴附于有孔片材10底面；
[0033]无孔片材11与有孔片材10固化后，取出定型模具12，形成盲孔14。
[0034]待钻孔片材和支撑块6的顶部设置有压紧块5。压紧块5顶部设置有压紧螺母4。电机1的输出轴上设置有夹具2，钻头3设置在夹具2上。定型模具12表面设置有脱膜层；定型模
具12底面与有孔片材10下表面平齐，定型模具12底面与无孔片材11上表面相接触。
[0035]参见图1，本专利技术的一种测定多层材料临界分层轴向力的方法为：测试时，将多层材料7根据待测试的层数的轴向力，将多层材料7分为两部分，一部分为待钻孔片材与无孔片材，其中，待钻孔片材的层数为M，无孔片材的层数为N，N可以为1、2、3等，具体可以根据实际需要确定。
[0036]支撑台9上设置有两个支撑块6，两个支撑块6之间设置有支撑板8，支撑板8上设置有待钻孔片材，待钻孔片材和支撑块6的顶部设置有压紧块5，压紧块5顶部设置有压紧螺母4。
[0037]通过旋转压紧螺母4锁紧压紧块5，使压紧块5贴附于待钻孔片材与支撑块6上，进而使得待钻孔片材贴附在支撑板8上，从而使得支撑板8对待钻孔片材提供向上的支撑力，保证待钻孔片材在钻孔过程中不会实现分层。由于待钻孔片材易变形，故需要使用压紧块5将待钻孔片材压附于支撑板8上。
[0038]待钻孔片材上方设置有电机1，电机1的输出轴上设置有夹具2，夹具2上设置有钻头3。
[0039]钻头3在电机1的驱动下，竖直向下运动，并钻透待钻孔片材，形成有孔片材10，有孔片材上形成若干通孔13。之后松开压紧螺母4，取下压紧块5，取出有孔片材10；
[0040]参见图2，将定型模具(材质为不锈钢)12填充到通孔13中，将通孔13填充，再将无孔片材11贴附于有孔片材10底本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种测定多层材料临界分层轴向力的装置，其特征在于，包括设置在支撑台(9)上的支撑块(6)，支撑块(6)之间设置有用于承载待钻孔片材的支撑板(8)；待钻孔片材上方设置电机(1)，电机(1)上设置有钻头(3)；钻头(3)在电机(1)的驱动下，向下运动，并钻透待钻孔片材，形成有孔片材(10)，有孔片材上形成若干通孔(13)；通孔(13)中填充有定型模具(12)，有孔片材(10)底面贴附有无孔片材(11)。2.根据权利要求1所述的一种测定多层材料临界分层轴向力的装置，其特征在于，待钻孔片材和支撑块(6)的顶部设置有压紧块(5)。3.根据权利要求2所述的一种测定多层材料临界分层轴向力的装置，其特征在于，压紧块(5)顶部设置有压紧螺母(4)。4.根据权利要求1所述的一种测定多层材料临界分层轴向力的装置，其特征在于，电机(1)的输出轴上设置有夹具(2)，钻头(3)设置在夹具(2)上。5.根据权利要求1所述的一种测定多层材料临界分层轴向力的装置，其特征在于，定型模具(12)表面设置有脱膜层；定型模具(12)底面与有孔片材(10)下表面平齐，定型模具(12)底面与无孔片材(11)上表面相接触。6.一种测定多层材料临界分层轴向力的方法，其特征在于，包括：将多层材料(7)分为两部分，一部分为待钻孔片材与无孔片材；将待钻孔片材放置在支撑板(8)上；钻透...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖鸿，张陈平，段玉岗，张小辉，朱彦松，邓昕，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。