[實(shí)用新型]一種可調(diào)節(jié)沖擊角度的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120294695.0
• 申請日: 2011-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN202177556U
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊偉;楊杰;李軍貴;劉紅霞
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
• 主分類號(hào): G01N3/303
• 分類號(hào): G01N3/303;G01N3/02
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種沖擊裝置，尤其是對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖擊的并且可調(diào)節(jié)沖擊角度的沖擊裝置。

背景技術(shù)

復(fù)合材料因具有高比強(qiáng)度和比模量等優(yōu)異性能，已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造。沖擊損傷是對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)影響最嚴(yán)重的損傷類型，為了驗(yàn)證復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，必須對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖擊損傷試驗(yàn)以評(píng)估沖擊損傷威脅。

目前引入沖擊損傷的沖擊裝置有落錘、擺錘、空氣槍。其中落錘要求受沖擊表面向上，擺錘要求受沖擊表面垂直，而大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其姿態(tài)固定后，受沖擊表面角度多樣，因此落錘和擺錘不適用于大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)試驗(yàn)；如果通過調(diào)整試驗(yàn)件姿態(tài)滿足角度要求，拆卸夾具會(huì)延長大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)試驗(yàn)周期，同時(shí)容易對(duì)試件造成損傷。空氣槍不受角度限制，但是其裝置復(fù)雜且受管制，要求操作精度非常高，只有專業(yè)單位專職人員才能完成。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有沖擊裝置要求被沖擊表面的角度特定以及空氣槍裝置復(fù)雜等不足，本實(shí)用新型提供一種能夠適應(yīng)各種沖擊角度的沖擊裝置。

本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：包括定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)[1]、第一導(dǎo)軌[2]、第二導(dǎo)軌[3]、第一沖頭[4]、第二沖頭[5]；定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)[1]包括可使其轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸支架[16]，以及首尾鉸接的第一支架[11]、第二支架[12]、可以調(diào)整兩支架夾角的角度調(diào)節(jié)裝置[13]，第一支架[11]上固定有第一質(zhì)量塊[14]，第二支架[12]固定有第二質(zhì)量塊[15]；第一導(dǎo)軌[2]內(nèi)具有可沿第一導(dǎo)軌[2]滑動(dòng)的第一沖頭[4]，第二導(dǎo)軌[3]內(nèi)具有可沿第二導(dǎo)軌[3]滑動(dòng)的第二沖頭[5]。

進(jìn)一步地，角度調(diào)節(jié)裝置[13]包括第一撐桿[17]和第二撐桿[18]，第二撐桿[18]一端與第二支架[12]鉸接，另一端為滑移軌道；第一撐桿[17]一端與第一支架[11]鉸接，另一端可沿第二撐桿[18]上的滑動(dòng)軌道滑移。

當(dāng)受沖擊表面[6]具有向下角度時(shí)，基于能量守恒和動(dòng)量守恒原理，定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)[1]將第一沖頭[4]的動(dòng)能傳遞到第二沖頭[5]，使第二沖頭[5]可以沿第二軌道[3]運(yùn)動(dòng)并垂直沖擊受沖擊表面。當(dāng)受沖擊表面具有向上角度時(shí)，僅利用第一導(dǎo)軌[2]控制第一沖頭[4]的運(yùn)動(dòng)方向，使第一沖頭[4]沿第一導(dǎo)軌[2]下落以垂直沖擊受沖擊表面[6]。

本實(shí)用新型產(chǎn)生的積極效果：該裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，該裝置試驗(yàn)精度不低于現(xiàn)有沖擊裝置；該裝置能夠應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)驗(yàn)證過程采用的各種尺寸、形狀的試件；該裝置利用定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)，將垂直沖擊能量轉(zhuǎn)化為所需角度的沖擊能量，適用于沖擊各種角度的受沖擊表面。

附圖說明

圖1為可調(diào)節(jié)沖擊角度的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為角度調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為受沖擊表面具有向下角度時(shí)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊裝置工作狀態(tài)示意圖；

圖4為沖擊表面具有向上角度時(shí)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊裝置工作狀態(tài)示意圖；

其中，1：定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)，2：第一導(dǎo)軌，3：第二導(dǎo)軌，4：第一沖頭，5：第二沖頭，6：受沖擊表面了，11：第一支架，12：第二支架，13：角度調(diào)節(jié)裝置，14：第一質(zhì)量塊，15：第二質(zhì)量塊，16：轉(zhuǎn)軸支架，17：第一撐桿，18：第二撐桿，19：緊固螺栓。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

一種可調(diào)節(jié)沖擊角度的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊裝置，包括定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)1、第一導(dǎo)軌2、第二導(dǎo)軌3、第一沖頭4、第二沖頭5；定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)1包括可使其轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸支架16，以及首尾鉸接的第一支架11、第二支架12、可以調(diào)整兩支架夾角的角度調(diào)節(jié)裝置13，第一支架11上固定有第一質(zhì)量塊14，第二支架12固定有第二質(zhì)量塊15；第一導(dǎo)軌2內(nèi)具有可沿第一導(dǎo)軌2滑動(dòng)的第一沖頭4，第二導(dǎo)軌3內(nèi)具有可沿第二導(dǎo)軌3滑動(dòng)的第二沖頭5。

依據(jù)試驗(yàn)需求確定第二沖頭5的質(zhì)量；根據(jù)動(dòng)能、動(dòng)量守恒原理計(jì)算所需第一沖頭4、第一質(zhì)量塊14、第二質(zhì)量塊15的質(zhì)量以及第一沖頭4下落所需高度。