[發明專利]一種變尺寸等厚度復合材料板件低速沖擊試驗夾具

有效

• 申請號: 201710214537.1
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN106908316B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 溫衛東;翁晶萌;崔海濤;徐穎;張宏建
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04;G01N3/30
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

本發明公開了一種變尺寸等厚度復合材料板件低速沖擊試驗夾具，包括上蓋板、下蓋板、中心軸、限位板、連桿和連接塊；所述中心軸通過螺紋連接于下蓋板底部中心處，通過沉頭螺栓依次貫穿階梯孔與圓形通孔來緊固連接上蓋板與下蓋板；四塊限位板分別通過其底部滑塊設置于下蓋板的四條直槽軌道上，開有圓形通槽的兩個連接塊穿套于中心軸上，且相對設置的兩個限位板上滑塊底部分別通過長度相等的連桿與一個連接塊的兩側壁鉸接，通過連接塊沿中心軸的移動帶動相對設置的兩個限位板沿其所在直槽軌道的同步反向運動。本發明能夠實現沖擊試驗夾具上試件尺寸的連續可變，并保證沖擊點在復合材料板件的中心位置，有效降低了試驗成本，操作簡單且緊固可靠。

技術領域

本發明涉及一種低速沖擊試驗夾具，具體涉及一種變尺寸等厚度復合材料板件低速沖擊試驗夾具。

背景技術

先進復合材料因其出色的比強度和比剛度等力學性能，目前已在民用各工業生產部門和航空航天飛行器結構中獲得了廣泛的應用。將復合材料應用于飛機各結構部件中，不僅改善了飛機的氣動彈性和隱身等綜合性能，而且對飛機各結構部件的高性能化、小型化和輕質化起著至關重要的作用。

復合材料結構件在制造和使用的過程中，不可避免地會受到外物的低速低能沖擊。以航空發動機為例，復合材料機匣作為航空發動機轉子的支撐部件，在制造和使用的過程中，會遇到兩類低速低能沖擊：1)制造或維修過程中工具的墜落沖擊；2)起飛或著陸時跑道上碎石、螺釘等形成的沖擊。在低速低能沖擊載荷作用下，金屬材料構件以沖擊部位及其鄰近區域的塑性變形為能量吸收的主要形式，復合材料以可恢復的彈性變形和不可恢復的不同模式的損傷破壞吸收能量，其損傷破壞模式主要表現為纖維斷裂、基體開裂、基纖剪切和分層等，這些沖擊損傷會嚴重削弱復合材料部件的強度。

沖擊試驗是考核材料在沖擊載荷下的力學性能及損傷破壞的重要研究手段。夾具是沖擊試驗中一個很重要的環節，試件的夾持固定是靠夾具完成的。沒有可靠的夾具，沖擊試驗機的力值顯示裝置獲得的沖擊力隨時間的變化曲線與真實沖擊載荷下的沖擊力隨時間的變化關系存在差異，試驗得到的沖擊損傷與真實工況下的沖擊損傷也存在差異。因此，合理正確的設計和使用夾具有利于試驗的順利進行。

目前，沖擊試驗夾具的設計均是經驗性的，針對特定尺寸的試件，在夾具的上、下蓋板上刻有凹槽，用以固定試件的位置，即針對具體的試件尺寸來設計加工夾具。不同尺寸的試件，則需要加工不同的沖擊試驗夾具，試驗成本大大增加。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種變尺寸等厚度復合材料板件低速沖擊試驗夾具，具有結構簡單、使用方便、緊固可靠等特點，能夠實現沖擊試驗夾具上試件尺寸的連續可變，大大節約試驗成本。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種變尺寸等厚度復合材料板件低速沖擊試驗夾具，包括上蓋板、下蓋板、中心軸、限位板、連桿和連接塊；

其中，所述上蓋板中部設置有矩形通孔，且上蓋板的四個頂角處設置有階梯孔；所述下蓋板的頂面中部設置有矩形盲孔，且中心軸可拆卸地設置于下蓋板底部中心處；下蓋板上設置有與階梯孔相對應的圓形通孔，通過沉頭螺栓依次貫穿階梯孔與圓形通孔來緊固連接上蓋板與下蓋板；

下蓋板上相對的兩條側邊中部設置有在同一直線上的直槽軌道，且限位板的底面中部設置有滑塊，四塊限位板分別通過其底部滑塊設置于四條直槽軌道上，從而保證限位板垂直于下蓋板側邊的直線滑動；開有圓形通槽的兩個連接塊穿套于中心軸上，且相對設置的兩個限位板上滑塊底部分別通過長度相等的連桿與一個連接塊的兩側壁鉸接，通過連接塊沿中心軸的移動帶動相對設置的兩個限位板沿其所在直槽軌道的同步反向運動。通過對稱設計保證了同一方向上兩個限位板的同步反向運動，從而保證尺寸連續可變的試件安裝后中心點始終與夾具的中心點重合，也就是保證沖擊點在復合材料試件的中心位置。

優選的，所述連桿與滑塊、連接塊之間通過銷軸連接形成轉動副，連接簡單且裝卸方便。