[發明專利]一種纖維增強復合材料預制體裁切夾具

在審

• 申請號: 202011213520.2
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112277054A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 焦亞男;楊志;謝軍波;陳利;焦偉
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B26D7/02
• 分類號: B26D7/02;D06H7/00;G01N1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種裁切纖維增強復合材料預制體的夾具，屬于試驗夾具技術領域。萬能試驗機與連接軸之間通過銷接，頂板二通過T型槽與滑塊十二連接，雙向絲杠三穿過滑塊十二成井字形排布，通過調節滑塊十二來調節裁切試樣的大小，滑塊十二通過刀片夾持裝置八連接梯形刀片七，刀片規格根據試樣大小選擇。彈簧五穿套在伸縮桿六外表面，上接連接板十三下表面，下接彈簧底座四上表面。本發明實現了纖維增強復合材料預制體定尺寸試樣的裁切，提高了試樣大小的重復率，整個過程通過機械控制，避免了人為因素的影響。施加載荷時，通過彈簧傳遞給織物試樣表面一定壓力，減小了復雜的裁切過程對試樣造成的變形，大幅提高了后期試驗的效率、可重復性和準確性。

技術領域

本發明涉及一種裁切夾具，具體涉及一種裁切纖維增強復合材料預制體的夾具。

背景技術

纖維增強復合材料是20世紀60年代中期發展起來的一種新型材料，因其具有比強度高、比剛度高和可設計性強等優點，在航空、航天和國防領域得到廣泛的應用。高性能纖維織物作為纖維增強復合材料預制體，對復合材料的力學性能有著決定性影響。纖維增強復合材料制備過程中往往涉及到織物的復雜變形，如平板狀的織物轉換為發動機葉片、機匣和飛行器罩體等復雜外形時發生的變形。

通過試驗來研究織物的力學性能和變形特性是最直接有效的。然而，織物是一種柔性結構，其裁切比較困難。織物試樣在裁切過程中容易發生纖維抽拔、滑移和屈曲等失效行為，尤其對于高厚的三維立體織物而言，如何保證織物試樣的裁切能夠較小的影響織物力學性能和變形特性的測試結果是首先需要解決的難題。目前關于織物裁切方法的研究較少，國內外學者在進行織物力學行為測試時，均不考慮試樣的裁切過程對織物力學性能的影響。一些學者采用裁紙機等工具對三維立體織物進行裁切，這種方法會導致織物厚度方向纖維發生嚴重的剪切滑移，從而嚴重影響試驗結果。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種纖維增強復合材料預制體裁切夾具。該夾具能夠實現不同厚度、不同大小平板織物的裁切，夾具結構簡單，能夠連續調節絲杠，實現不同大小的織物試樣的裁切。

為實現上述目的，本發明提供了一種能夠實現纖維增強復合材料預制體裁切的夾具。其特征在于：包括連接軸(1)、頂板(2)、四個絲杠(3)、四個彈簧底座(4)、四個彈簧(5)、四個伸縮桿(6)、四個梯形刀片(7)、四個刀片夾持裝置(8)、四個墊板(9)、織物試樣(10)、底板(11)、四個滑塊(12)、連接板(13)及八個軸銷(14)；

所述連接軸(1)固定在頂板(2)上，所述滑塊(12)與頂板(2)之間滑動配合，所述絲杠(3)與滑塊(12)通過螺紋連接，所述滑塊(12)與連接板(13)固定連接。所述滑塊(12)通過所述軸銷(14)與所述刀片夾持裝置(8)連接，所述刀片夾持裝置(8)與不同規格梯形刀片(7)配合連接，所述連接板(13)與伸縮桿頂面(6)固定連接。所述彈簧(5)套在伸縮桿(6)外表面，彈簧上表面與連接板(13)接觸，下表面與彈簧底座(4)接觸。所述彈簧底座(4)與伸縮桿底面(6)固定連接。所述彈簧底座(4)與墊板(9)相互接觸，所述織物試樣(10)位于墊板(9)下方，底板(11)上方。進行織物裁切時，所述連接軸(1)與萬能試驗機相連，向下運動。

本發明相對于現有技術的有益效果是：

本發明能夠保證較高的裁切效率和尺寸重復率，實現試樣的整體裁切，減小試樣制備的時間，提高試驗效率；裁切過程通過彈簧(5)和伸縮桿(6)施加給織物一定的壓力，減小織物裁切變形，提高裁切精度，減小對后期試驗測試的影響。

附圖說明

圖1是本發明的纖維增強復合材料預制體裁切夾具裝配結構示意圖；

圖2是本發明的纖維增強復合材料預制體裁切夾具三視圖；

圖3是本發明的連接軸和頂板結構局部示意圖；

圖4是本發明雙向絲杠控制結構局部示意圖；