【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料结构强度试验的，尤其涉及一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置及试验方法。
技术介绍
1、复合材料的冲击损伤往往会显著影响复合材料的力学性能，为了得到复合材料的冲击后压缩强度性能，通常参考astm d7137/7137m-23《含损伤聚合物基复合材料板压缩剩余强度性能的标准试验方法》进行试验。但上述标准对测试试验件的厚度有较为严格的限制，仅适用于测量厚度为4.0-6.0mm范围内的试验件，薄板(厚度小于4mm)在加载过程中会发生非预期的屈曲，出现整体失稳破坏，导致破坏载荷较低，无法获取有效压缩剩余强度和破坏应变。
2、因而，设计一种防屈曲装置，可以适用于更薄的薄板，可以实现在不干涉冲击损伤的前提下，防止试验过程发生屈曲或弯曲的情况，使薄板复合材料发生压缩破坏，获得有效的破坏模式、压缩强度和破坏应变，在碳纤维复合材料应用开发领域将有着重要意义。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置及试验方法。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置，所述防屈曲装置包括两个底部面外支撑板、两个顶部面外支撑板、一块底板、一块顶板、两个侧支撑；
4、所述底部面外支撑板上设有底部豁口和底部凹槽；所述顶部面外支撑板上设有顶部豁口和顶部凹槽；
5、两个所述底部面外支撑板面对面平行连接在所述底板上，两个所述底部面外支撑板之间夹着试验件下部，两个所述顶部
6、进一步地，所述底部面外支撑板包括底板接触面板和底部试验件接触面板，所述底部试验件接触面板的连接侧与底板接触面板的一侧垂直连接，所述底部豁口设置于所述底部试验件接触面板上，在与所述连接侧相对的所述底部试验件接触面板的游离侧设有底部凹槽；
7、所述顶部面外支撑板包括顶板接触面板和顶部试验件接触面板，所述顶部试验件接触面板的连接侧与顶板接触面板的一侧垂直连接，所述顶部豁口设置于所述顶部试验件接触面板上，在与所述连接侧相对的所述顶部试验件接触面板的游离侧设有顶部凹槽。
8、进一步地，所述底部凹槽的两侧侧边设有刀口，所述顶部凹槽的两侧侧边设有刀口，所述防屈曲装置还包括和四块侧板，所述侧板为长条形板状结构，所述侧板的一条长边设有侧板刀口，所述侧板分两组对称设置在所述底部面外支撑板和所述顶部面外支撑板之间的两侧，将所述底部面外支撑板和所述顶部面外支撑板夹在中间，所述侧板刀口与所述底部凹槽两侧侧边的刀口和所述顶部凹槽两侧侧边的刀口相匹配，所述侧板与所述侧支撑连接。
9、进一步地，所述底部试验件接触面板与底板接触面板的一侧垂直连接处，在所述垂直连接处的直角内侧设有底部加强肋；所述顶部试验件接触面板与顶板接触面板的一侧垂直连接处，在所述垂直连接处的直角内侧设有顶部加强肋。
10、进一步地，所述底部加强肋设置在所述底部面外支撑板中部，所述底部豁口为两个，所述底部豁口对称设置在所述底部加强肋的两侧；
11、所述顶部加强肋设置在所述顶部面外支撑板中部，所述顶部豁口为两个，所述顶部豁口对称设置在所述顶部加强肋的两侧。
12、进一步地，所述顶板上设有条形孔，所述顶板上的条形孔方向与所述试验件平面垂直，所述顶板接触面板上设有螺栓孔，所述顶板上的条形孔与所述顶板接触面板上的螺栓孔位置相对应，所述顶板接触面板通过螺栓孔与所述顶板上的条形孔用螺栓连接。
13、进一步地，所述底板上设有两列螺栓孔，所述底板接触面板上设有条形孔，所述底板接触面板上的条形孔方向与所述试验件平面垂直，所述底板上的螺栓孔与所述底板接触面板上的条形孔位置相对应，所述底板通过所述螺栓孔与所述底板接触面板上的条形孔用螺栓连接。
14、进一步地，所述侧支撑包括侧支撑底板、侧支撑竖板和角板，所述侧支撑底板与侧支撑竖板角板在侧边处垂直连接，所述角板固定连接于所述垂直连接的直角内侧，所述侧支撑竖板上设有两列条形孔，所述侧支撑竖板上的条形孔方向与所述试验件平面垂直，所述侧板上设有螺栓孔，所述侧支撑竖板上的条形孔与所述侧板上的螺栓孔位置相对应，所述侧板通过所述螺栓孔与所述侧支撑竖板上的条形孔用螺栓连接。
15、进一步地，所述侧支撑底板上设有两个平行条形孔，所述侧支撑底板上的条形孔方向与所述试验件平面方向平行，所述底板上设有两列螺栓孔，所述侧支撑底板上的条形孔与所述底板上的螺栓孔位置相对应，所述底板通过所述螺栓孔与所述侧支撑底板上的条形孔用螺栓连接。
16、一种上述防屈曲装置的试验方法，所述方法包括以下步骤：
17、s1、在底板上先连接固定一侧所述底部面外支撑板，将试验件贴靠在所述底部试验件接触面板上，再连接固定另一侧的所述底部面外支撑板，通过底板接触面板上条形孔调节两个所述底部面外支撑板之间的距离，将所述试验件夹在中间，然后在实验件两侧连接所述侧支撑，通过所述支撑底板上的条形孔调节支撑件之间的距离，将所述试验件夹在之间，再安装所述顶部面外支撑板和顶板，通过所述顶板上的条形孔调节顶部面外支撑板与顶板的连接位置，将试验件夹在两个所述顶部面外支撑板之间，再安装侧板，并通过侧支撑竖板上的条形孔调节侧板位置，使所述侧板刀口与所述底部凹槽两侧侧边的刀口和所述顶部凹槽两侧侧边的刀口贴合对接；
18、s2、将应变片通过豁口连接到试验件两侧，并连接至数据采集仪；
19、s3、将安装好的防屈曲装置放置在试验机上进行加载试验。
20、有益效果：
21、本专利技术公开的一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置，适用于更薄的薄板，可以实现在不干涉冲击损伤的前提下，防止试验过程发生屈曲或弯曲的情况，使薄板复合材料发生压缩破坏，可获得有效的破坏模式、压缩强度和破坏应变。
22、采用分开独立的底部面外支撑板和顶部面外支撑板，可在试验过程中形成额外的面外支撑，并通过应变计实时监控试验件的屈曲情况和防屈曲装置的分载情况(底部面外支撑板和顶部面外支撑板)，从而解决薄板复合材料冲击后压缩试验件在试验过程中因屈曲发生破坏。
23、底部面外支撑板和顶部面外支撑板上刀口，以及侧板上的刀口结构，可以更好地防止试验件在试验过程中发生屈曲，且载荷传载合理，减少了试验误差。
24、分开设计的底部面外支撑板和顶部面外支撑板，在底部面外支撑板上部和顶部面外支撑板下部具有一定距离，便于试验件的加载行程，并在上述位置存在凹槽，防止防屈曲装置干涉到冲击损伤区域，底部面外支撑板和顶部面外支撑板上设置的豁口，用于粘贴应变片以监测试验过程中的应变，使用更方便。
25、本专利技术整套试验工装数量少，装配简单，并且能最大限度地减少试验因屈曲产生的误差，有利于复合材料冲击后压缩的结构设计许用值的快速设计验证本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置，其特征在于，所述防屈曲装置包括两个底部面外支撑板、两个顶部面外支撑板、一块底板、一块顶板、两个侧支撑；
2.根据权利要求1所述一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置，其特征在于，所述底部面外支撑板包括底板接触面板和底部试验件接触面板，所述底部试验件接触面板的连接侧与底板接触面板的一侧垂直连接，所述底部豁口设置于所述底部试验件接触面板上，在与所述连接侧相对的所述底部试验件接触面板的游离侧设有底部凹槽；
3.根据权利要求2所述一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置，其特征在于，所述底部凹槽的两侧侧边设有刀口，所述顶部凹槽的两侧侧边设有刀口，所述防屈曲装置还包括和四块侧板，所述侧板为长条形板状结构，所述侧板的一条长边设有侧板刀口，所述侧板分两组对称设置在所述底部面外支撑板和所述顶部面外支撑板之间的两侧，将所述底部面外支撑板和所述顶部面外支撑板夹在中间，所述侧板刀口与所述底部凹槽两侧侧边的刀口和所述顶部凹槽两侧侧边的刀口相匹配，所述侧板与所述侧支撑连接。
4.根据权利要求3所述一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈
5.根据权利要求4所述一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置，其特征在于，所述底部加强肋设置在所述底部面外支撑板中部，所述底部豁口为两个，所述底部豁口对称设置在所述底部加强肋的两侧；
6.根据权利要求5所述一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置，其特征在于，所述顶板上设有条形孔，所述顶板上的条形孔方向与所述试验件平面垂直，所述顶板接触面板上设有螺栓孔，所述顶板上的条形孔与所述顶板接触面板上的螺栓孔位置相对应，所述顶板接触面板通过螺栓孔与所述顶板上的条形孔用螺栓连接。
7.根据权利要求6所述一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置，其特征在于，所述底板上设有两列螺栓孔，所述底板接触面板上设有条形孔，所述底板接触面板上的条形孔方向与所述试验件平面垂直，所述底板上的螺栓孔与所述底板接触面板上的条形孔位置相对应，所述底板通过所述螺栓孔与所述底板接触面板上的条形孔用螺栓连接。
8.根据权利要求7所述一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置，其特征在于，所述侧支撑包括侧支撑底板、侧支撑竖板和角板，所述侧支撑底板与侧支撑竖板角板在侧边处垂直连接，所述角板固定连接于所述垂直连接的直角内侧，所述侧支撑竖板上设有两列条形孔，所述侧支撑竖板上的条形孔方向与所述试验件平面垂直，所述侧板上设有螺栓孔，所述侧支撑竖板上的条形孔与所述侧板上的螺栓孔位置相对应，所述侧板通过所述螺栓孔与所述侧支撑竖板上的条形孔用螺栓连接。
9.根据权利要求8所述一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置，其特征在于，所述侧支撑底板上设有两个平行条形孔，所述侧支撑底板上的条形孔方向与所述试验件平面方向平行，所述底板上设有两列螺栓孔，所述侧支撑底板上的条形孔与所述底板上的螺栓孔位置相对应，所述底板通过所述螺栓孔与所述侧支撑底板上的条形孔用螺栓连接。
10.一种如权利要求1-9所述防屈曲装置的试验方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置，其特征在于，所述防屈曲装置包括两个底部面外支撑板、两个顶部面外支撑板、一块底板、一块顶板、两个侧支撑；
2.根据权利要求1所述一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置，其特征在于，所述底部面外支撑板包括底板接触面板和底部试验件接触面板，所述底部试验件接触面板的连接侧与底板接触面板的一侧垂直连接，所述底部豁口设置于所述底部试验件接触面板上，在与所述连接侧相对的所述底部试验件接触面板的游离侧设有底部凹槽；
3.根据权利要求2所述一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置，其特征在于，所述底部凹槽的两侧侧边设有刀口，所述顶部凹槽的两侧侧边设有刀口，所述防屈曲装置还包括和四块侧板，所述侧板为长条形板状结构，所述侧板的一条长边设有侧板刀口，所述侧板分两组对称设置在所述底部面外支撑板和所述顶部面外支撑板之间的两侧，将所述底部面外支撑板和所述顶部面外支撑板夹在中间，所述侧板刀口与所述底部凹槽两侧侧边的刀口和所述顶部凹槽两侧侧边的刀口相匹配，所述侧板与所述侧支撑连接。
4.根据权利要求3所述一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置，其特征在于，所述底部试验件接触面板与底板接触面板的一侧垂直连接处，在所述垂直连接处的直角内侧设有底部加强肋；所述顶部试验件接触面板与顶板接触面板的一侧垂直连接处，在所述垂直连接处的直角内侧设有顶部加强肋。
5.根据权利要求4所述一种薄板冲击后压缩强度试验的防屈曲装置，其特征在于，所述底部加强肋设置在所述底部面外支撑板中部，所述底部豁口为两个，所述底部豁口对称设置在所述底部加强肋的两侧；
6.根据权利要求5所述一...
【专利技术属性】
技术研发人员：张帅，王学朋，帅鑫，张俊琪，冯荣欣，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心，
类型：发明
国别省市：
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