[發(fā)明專利]用于碳纖維復(fù)合材料性能測試的多軸試驗(yàn)機(jī)及試驗(yàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110127553.3
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112748000B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常宗瑜;王書杰;田愛琴;王修遠(yuǎn);周志鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋大學(xué)
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/04
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 37101
• 代理人: 楊秉利

本發(fā)明提供一種用于碳纖維復(fù)合材料性能測試的多軸試驗(yàn)機(jī)及試驗(yàn)方法，其特點(diǎn)是：包括具有移動平臺的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)、門式立架、兩個對心夾緊裝置，每個對心夾緊裝置上各設(shè)置一試樣夾頭，門式立架包括底座、兩根立柱、上梁及T型移動架，T型移動架包括橫向連接臂和縱向伸出臂，橫向連接臂的兩端分別活套在兩根立柱上，并用連接件緊固定位。Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)安裝于底座上，一個對心夾緊裝置安裝于移動平臺上在三維空間移動；另一個對心夾緊裝置安裝于T型移動架的縱向伸出臂上，隨之上下移動。實(shí)現(xiàn)承載能力強(qiáng)、能夠在空間多個自由度運(yùn)動、對碳纖維復(fù)合材料機(jī)械性進(jìn)行各軸方向及多種加載模式下的力學(xué)測試，解決了現(xiàn)有技術(shù)的難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料試驗(yàn)裝備技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種材料性能試驗(yàn)機(jī)，具體說是一種用于碳纖維復(fù)合材料性能測試的多軸試驗(yàn)機(jī)及試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

材料的力學(xué)性能是設(shè)計(jì)各種工程結(jié)構(gòu)選用材料的主要依據(jù)，這些力學(xué)性能都需要按照規(guī)定的試驗(yàn)方法和試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行測定。材料試驗(yàn)機(jī)主要用來對金屬或非金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切等外加載荷下的力學(xué)性能進(jìn)行測試。從而評判材料的機(jī)械性能、工藝性能以及是否存在內(nèi)部缺陷。

目前市場上的材料試驗(yàn)機(jī)大都只能對材料進(jìn)行單一軸向的力學(xué)性能進(jìn)行測試。

碳纖維復(fù)合材料以其重量輕、比強(qiáng)度比剛度大、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空、航天、車輛、建筑以及船舶等領(lǐng)域。目前，碳纖維復(fù)合材料越來越多的用于承力結(jié)構(gòu)中，其所受到的應(yīng)力狀況越來越復(fù)雜，且碳纖維復(fù)合材料為各向異性材料，纖維角度、鋪層順序?qū)Σ牧闲阅苡绊憳O大，僅僅對其進(jìn)行單軸力學(xué)性能試驗(yàn)并不足以完全驗(yàn)證其力學(xué)性能，需要進(jìn)行多軸載荷下的力學(xué)性能測試，目前的材料試驗(yàn)機(jī)不能滿足其用途。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種用于碳纖維復(fù)合材料性能測試的多軸試驗(yàn)機(jī)及試驗(yàn)方法，實(shí)現(xiàn)承載能力強(qiáng)、能夠在空間多個自由度運(yùn)動、對碳纖維復(fù)合材料機(jī)械性進(jìn)行各軸方向及多種加載模式下的力學(xué)測試。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于碳纖維復(fù)合材料機(jī)械性能測試的多軸試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，包括具有移動平臺的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)、門式立架、兩個對心夾緊裝置，每個對心夾緊裝置上各設(shè)置一試樣夾頭，所述門式立架包括底部的底座、底座上豎直設(shè)置的兩根立柱、連接兩根立柱上端的上梁及T型移動架，T型移動架包括橫向連接臂和縱向伸出臂，所述橫向連接臂的兩端分別活套在兩根所述立柱上，并用連接件緊固定位；所述Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)安裝于所述底座上，一個所述對心夾緊裝置安裝于所述Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的移動平臺上，隨所述移動平臺在三維空間移動，另一個所述對心夾緊裝置安裝于所述T型移動架的縱向伸出臂上，隨所述T型移動架上下移動。

對上述技術(shù)方案的改進(jìn)：所述的連接件包括調(diào)整螺柱和定位螺母，所述上梁中間豎向設(shè)置中心孔，所述調(diào)整螺柱的下端安裝在所述T型移動架上，所述調(diào)整螺柱的上端穿過所述上梁的中心孔，并用所述定位螺母緊固定位。

對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述的對心夾緊裝置包括水平導(dǎo)軌、螺桿、滑塊、V型卡爪及定位螺栓，兩個所述滑塊對稱安裝在所述水平導(dǎo)軌的兩端，所述螺桿兩端的螺紋旋轉(zhuǎn)方向相反，所述螺桿穿在兩個所述滑塊上的螺孔中，所述螺桿的一端設(shè)置有手柄；兩個所述V型卡爪開口相對分別安裝在兩個所述滑塊內(nèi)側(cè)；在所述水平導(dǎo)軌的兩側(cè)分別設(shè)置有安裝板，兩個所述對心夾緊裝置通過安裝板分別固定在所述Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的移動平臺上及所述T型移動架的縱向伸出臂上。

對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：在所述的水平導(dǎo)軌上設(shè)置有分離式軸套，所述分離式軸套位于兩個所述滑塊之間，并用定位螺栓固定在水平導(dǎo)軌上，兩個所述滑塊之間的所述螺桿安裝在分離式軸套中。