本发明专利技术公开了一种高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置，包括四个呈十字分布用于压缩试样的加载单元，其特征在于，位于四个所述加载单元的轴线交汇处设置有用于放置试样的支撑平台；四个所述加载单元顶部设置有对加载单元进行固定的横梁；本发明专利技术还公开了一种高精度大吨位复合材料双轴压缩试验方法。本发明专利技术试验装置运动精度、控制精度高，响应迅速，能够实现双轴压缩测试的精准控制加载。现双轴压缩测试的精准控制加载。现双轴压缩测试的精准控制加载。
【技术实现步骤摘要】
一种高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置及方法
[0001]本专利技术涉及复合材料结构测试
，具体涉及一种高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置及方法。
技术介绍
[0002]随着复合材料的应用越来越广泛，复合材料构件在实际生产应用中面临的工况也变得复杂。对于深海复合材料构件，其主要承载双向压缩应力。相比于单向应力状态，双向应力状态下结构损伤与失效机制变的更为复杂。因此需要通过试验研究复合材料构件在双向压缩载荷下的力学响应。
[0003]目前已有的复合材料双轴压缩测试平台主要针对薄板构件，测试能力一般不超过250kN，而目前深海复合材料结构板材厚度已远超30mm，试验件极限载荷在1000kN以上,传统的测试平台已无法满足测试需求。同时，复合材料双轴压缩测试对于测试平台的运动精度、控制精度要求高，否则导致结构试样过早的破坏，而目前已有的针对厚板测试的双轴压缩测试平台大多采用液压控制，其两个方向轴的运动的同步性以及响应速度过慢，从而无法实现双轴压缩测试的精准控制加载。
[0004]例如公开号为CN111537360A的专利说明书中公开了一种岩石双轴压缩试验装置，包括底板，底板的上侧壁固定安装有固定框和固定板，固定板的上侧壁固定安装有支撑板，支撑板的上侧壁滑动装配有活动框，活动框的内侧壁下侧固定安装有支撑块，固定框的内腔左侧壁固定安装有侧向支撑块，固定框的内腔下侧壁装配有第一活塞，固定框的内腔右侧壁装配有第二活塞，侧向支撑块的右侧壁与第一活塞的下侧壁、第二活塞的左侧壁均固定安装有固定块，活动框的内腔前后侧壁对称固定安装有海绵块。
[0005]或如公开号为CN113933165A的专利说明书中公开了一种复合材料蜂窝夹层结构双轴加载试验装置，包括底座、横向加载机、纵向加载机、横向拉伸组件、横向压缩组件、纵向压缩组件和纵向拉伸组件，横向加载机设置为两个，两个横向加载机分别设置在底座上。
[0006]上述两种方案均存在运动精度、控制精度低，响应速度过慢，无法实现双轴压缩测试的精准控制加载。
技术实现思路
[0007]本专利技术的一个目的在于提供一种高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置，运动精度、控制精度高，响应迅速，能够实现双轴压缩测试的精准控制加载。
[0008]一种高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置，包括四个呈十字分布用于压缩试样的加载单元，位于四个所述加载单元的轴线交汇处设置有用于放置试样的支撑平台；四个所述加载单元顶部设置有对加载单元进行固定的“井”形横梁。
[0009]本方案中，四个加载单元分别为X正向加载单元、X负向加载单元、Y正向加载单元和Y负向加载单元，支撑平台为Z向设置，可以满足大厚度复合材料单轴、双轴压缩测试需求，同时四个加载单元通过顶部的“井”形横梁进行固定，有效的传递了X/Y方向的内力，保
住了设备的稳定性。
[0010]作为优选，所述加载单元包括伺服电机、与所述伺服电机传动连接的丝杆以及设置于丝杆远离伺服电机一端的推力座。通过伺服位移控制丝杆运动加载，X/Y轴运动同步性好，响应速度快，加载精度可以达到微米级。
[0011]作为优选，所述加载单元还包括推力平台，所述推力平台包括固定的滑套以及与所述滑套滑动配合且与所述丝杆传动连接的滑座。丝杆通过推力平台将载荷传递至推力座，保证了丝杆运动加载的稳定性。
[0012]作为优选，所述加载单元还包括主承力件，所述伺服电机固定在所述主承力件上且所述丝杆转动配合于主承力件上。
[0013]作为优选，所述丝杆与推力座之间设置有用于记录反馈加载力数据的力传感器。
[0014]作为优选，还包括连接垂直方向相邻两加载单元的滑枕连接架。
[0015]作为优选，所述支撑平台包括导轨、与所述导轨滑动配合的导轨连接套、设置于导轨顶部的平台以及驱动导轨垂直升降的驱动电机。
[0016]作为优选，还包括用于支撑所述加载单元和支撑平台的支撑单元，所述支撑单元通过基座固定于地面上。
[0017]作为优选，所述支撑单元上安装有用于实时反馈加载位移数据的长度计。
[0018]本专利技术的另一目的在于提供一种高精度大吨位复合材料双轴压缩试验方法，包括以下步骤：
[0019](1)保证试样端面平齐且与试样轴线垂直，在试样端部标记试样中心位置，记录试样尺寸，根据应变片布置方案，粘贴应变片，并对应变片进行检查；
[0020](2)对实验装置状态进行确认，在实验装置上设置相关测试参数，设置测试保护，填写试样编号和尺寸；
[0021](3)将贴片后试样放置于支撑平台上，调支撑平台高度，使试样中心与加载单元处于同一水平面；
[0022](4)将加载轴端面与试样端面未接触前的状态定义为“零”位，将试样上应变片与应变仪连通，对应变仪测试状态进行调试确认，使试样轴线与试验装置加载轴线对齐，然后通过位移控制使加载轴端面与试样端面接触，位移控制时以力传感器读数作为运动终止判定标准；
[0023](5)根据测试条件，加载轴以一定的载荷比加载；
[0024](6)当任意加载轴载荷出现陡降时，试验加载测试过程结束，记录破坏载荷和位移；
[0025](7)取下破坏后测试试样，将测试曲线数据拷出，进行相应数据处理。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027](1)本专利技术可以满足大厚度复合材料单轴、双轴压缩测试需求。
[0028](2)本专利技术可以通过伺服位移控制丝杆运动加载，X/Y轴运动同步性好，响应速度快，加载精度可以达到微米级。
[0029](3)本专利技术可以保证X/Y轴在任意的加载比例下进行测试。
附图说明
[0030]图1为本专利技术的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术X方向的结构示意图；
[0032]图3为加载单元的结构示意图；
[0033]图4为Z向支撑平台的结构示意图。
具体实施方式
[0034]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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]如图1和2所示，一种高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置，包括支撑单元1，支撑单元1通过基座2固定于地面上；支撑单元1上固定有四个呈十字分布的加载单元，加载单元具体为X正向加载单元3、X负向加载单元4、Y正向加载单元5和Y负向加载单元6，位于四个加载单元的轴线交汇处设置有Z向支撑平台7。
[0036]四个加载单元顶部设置有对加载单元进行固定的横梁12，横梁12呈“井”形分布，有效的传递了X/Y方向的内力，保住了设备的稳定性；垂直方向相邻两加载单元之间连接有滑枕连接架13，进一步提高设备的稳定性。
[0037]如图3所示，加载单元包括伺服电机8、丝杆9、推力平台10和推力座11，伺服电机8驱本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置，包括四个呈十字分布用于压缩试样的加载单元，其特征在于，位于四个所述加载单元的轴线交汇处设置有用于放置试样的支撑平台；四个所述加载单元顶部设置有对加载单元进行固定的横梁。2.根据权利要求1所述的高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置，其特征在于，所述加载单元包括伺服电机、与所述伺服电机传动连接的丝杆以及设置于丝杆远离伺服电机一端的推力座。3.根据权利要求2所述的高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置，其特征在于，所述加载单元还包括推力平台，所述推力平台包括固定的滑套以及与所述滑套滑动配合且与所述丝杆传动连接的滑座。4.根据权利要求2所述的高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置，其特征在于，所述加载单元还包括主承力件，所述伺服电机固定在所述主承力件上且所述丝杆转动配合于主承力件上。5.根据权利要求2所述的高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置，其特征在于，所述丝杆与推力座之间设置有用于记录反馈加载力数据的力传感器。6.根据权利要求1所述的高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置，其特征在于，还包括连接垂直方向相邻两加载单元的滑枕连接架。7.根据权利要求1所述的高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置，其特征在于，所述支撑平台包括导轨、与所述导轨滑动...
【专利技术属性】
技术研发人员：柯臻铮，丁会明，程亮，李江雄，宋小文，柯映林，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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