[發明專利]一種適用于層合板載荷-變形映射關系的測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201710532655.7
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107478189B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 張婷玉;鐘揚;姚文昊;王潔;李晴凇;王育杰;馬蕾
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01N3/08
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 任林沖

本發明公開了一種適用于層合板載荷?變形映射關系的測量裝置及方法，通過變形量監測輔助組件將層合板的變形量轉化為位移傳感器的位移量，此轉化過程簡明清晰，通過滑塊與直線導軌的配合可實現層合板上不同位置處變形量的測量；在每個可調加壓組件上對稱地設計兩個螺紋推桿，可以通過分別調節兩個螺紋推桿調整聚氨酯壓塊的壓緊姿態，以便適應被測復合材料層合板表面不同曲率。

技術領域

本發明涉及一種適用于層合板載荷-變形映射關系的測量裝置及方法，屬于精密儀器領域。

背景技術

復合材料層合板以其良好的力學特性在航空、航天、船舶、汽車等領域具有越來越廣泛的應用。然而，由于大尺寸復合材料層合板剛度低，其在裝配過程中受裝配力的影響會發生顯著變形。結構變形將嚴重影響結構的外形精度，是產品超差的一大隱患；另外，結構變形往往伴隨著結構內部產生非均勻應力的現象，非均勻應力將使結構內部出現應力集中現象，當結構在工作中承受運動載荷的情況下，非均勻應力將嚴重影響結構的可靠性，甚至使材料結構失效。因此，準確獲取復合材料層合板裝配載荷和變形量之間的映射關系，基于該映射關系修正有限元仿真模型，進而通過有限元仿真模型分析結構可承受的最大載荷，為實際生產提供理論依據，對預防結構因過變形而失效具有重要意義。目前，尚不存在復合材料層合板載荷-變形映射關系的測量裝置，因此上述問題一直被忽視，尚未解決。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：為克服現有技術的不足，提供了一種適用于層合板載荷-變形映射關系的測量裝置及方法，通過變形量監測輔助組件將層合板的變形量轉化為位移傳感器的位移量，實現層合板上不同位置處變形量的測量。

本發明的技術解決方案：

一種適用于層合板載荷-變形映射關系的測量裝置，包括基座、仿形支撐塊、直線導軌I、加壓支撐架組件、可調加壓組件、壓力傳感器、變形量監測支撐架組件、位移傳感器和變形量監測輔助組件，

仿形支撐塊為至少4個可拼接的聚氨酯塊體，將聚氨酯塊體固定連接于基座上，形成與層合板形狀相同的以支撐層合板的仿形底托；

直線導軌I對稱設置在基座的兩側，并且加壓支撐架組件可在直線導軌I上滑動，可調加壓組件可在加壓支撐架組件的橫梁II上滑動，實現對層合板上任意點的加壓；

壓力傳感器上方貼合于可調加壓組件下方，壓力傳感器下方壓緊在層合板上，通過操作可調加壓組件將壓力作用在壓力傳感器上，獲得作用在層合板上的壓力值；

變形量監測支撐架組件與基座固定連接，位移傳感器上端與變形量監測支撐架組件下端連接；

變形量監測輔助組件上端與位移傳感器的下端連接，變形量監測輔助組件的底座粘接在層合板上，

通過變形量監測輔助組件將層合板的變形量轉化為位移傳感器的位移量，實現層合板上不同位置處變形量的測量。

分別設計陰模仿形支撐塊和陽模仿形支撐塊，基于層合板的放置情況，選擇與之匹配的陰模仿形支撐塊或陽模仿形支撐塊。

加壓支撐架組件包括數量一致的滑塊I和橫梁I，其中1個滑塊I和1個橫梁I構成一個組件，橫梁I與滑塊I固連，滑塊I可帶動橫梁I在直線導軌I上自由滑動。

可調加壓組件包括壓板、支架、導柱、翻板、螺紋推桿、聚氨酯套、拉簧、頂板和聚氨酯壓塊，壓板與支架固定連接構成組件并可在加壓支撐架組件的橫梁I上滑動，翻板與壓板固定連接，螺紋推桿通過翻板上的螺紋孔與翻板連接，導柱穿過壓板與支架構成的組件上的通孔并與頂板固連，聚氨酯套套在導柱下端，支架通過拉簧與頂板連接，頂板與聚氨酯壓塊固連，聚氨酯壓塊下端通過頂壓壓力傳感器而對被測復合材料層合板施加載荷。

在每個可調加壓組件上對稱設計兩個螺紋推桿，通過分別調節兩個螺紋推桿調整聚氨酯壓塊的壓緊姿態，以適應被測復合材料層合板表面不同曲率。