一种冲击后压缩薄板试验的防屈曲夹具和试验方法技术

本发明专利技术提供了一种冲击后压缩薄板试验的防屈曲夹具和试验方法，所述防屈曲夹具包括底座、一对侧支撑、一对侧固定板和上压盘，侧支撑包括垂直连接的竖板和底板，所述侧支撑固定在底座上，在左右方向上夹持试验件的两条竖边；侧固定板位于侧支撑之间且与竖板连接固定；侧固定板上连接一环形简支、一对横简支和一对竖简支，这三种简支上设有刀口，且刀口轻轻靠于试验件的前后两侧；上压盘底端连接有一对上简支且轻放于试验件的顶端，使得上简支在前后方向上夹持试验件的顶边。利用所述防屈曲夹具的冲击后压缩薄板试验的试验方法原理简单，对载荷应变曲线的背对背弯曲百分比进行监控，确保了加载过程中不发生屈曲，从而获得准确的压缩剩余强度。剩余强度。剩余强度。

【技术实现步骤摘要】
一种冲击后压缩薄板试验的防屈曲夹具和试验方法


[0001]本专利技术属于飞机复合材料结构强度试验的
，具体涉及一种冲击后压缩薄板试验的防屈曲夹具和试验方法。

技术介绍

[0002]碳纤维复合材料由于其较高的比刚度和比强度，在航空结构中被广泛应用。复合材料层压板作为飞机结构中的基础部件，其性能参数的精准测量直接影响飞机结构设计的承载能力。压缩性能是评定复合材料层压板的力学性能中重要的组成部分，美国标准ASTM7137提供了受落锤冲击后剩余强度测量试验方法，适用于测定纤维增强树脂基复合材料的冲击后压缩剩余强度。但上述标准对测试试验件的厚度有较为严格的限制，仅适用于测量厚度为4.0
‑
6.0mm范围内的试验件。
[0003]随着商用飞机对经济适用性需求的提高，更高的比刚度和比强度，厚度较薄、铺层较少的层压板被应用于设计制造。在测试薄层压板的冲击后压缩剩余强度时，其屈曲载荷往往小于压缩破坏载荷，在测试过程中往往得不到准确的压缩破坏载荷。因此针对薄板结构，有必要设计一套防屈曲装置，用于抑制压缩过程中层压板的屈曲现象，从而得到准确的压缩破坏强度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种冲击后压缩薄板试验的防屈曲夹具和试验方法，以解决冲击后薄板压缩过程易屈曲的难题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种冲击后压缩薄板试验的防屈曲夹具，所述防屈曲夹具包括底座、一对侧支撑、一对侧固定板和上压盘，其中：
[0007]所述底座为矩形板结构，为其他各组件提供支撑，所述底座上前后对称地设有两排数列螺纹孔；
[0008]所述侧支撑为L型结构，包括垂直连接的竖板、底板，以及所述竖板和底板之间连接的竖直的三角加强板，所述侧支撑固定在底座上，在左右方向上夹持试验件的两条竖边；
[0009]所述侧固定板位于所述侧支撑之间，与所述侧支撑的竖板连接固定；所述侧固定板上连接一环形简支、一对横简支和一对竖简支，这三种简支上设有刀口，所述刀口轻轻靠于试验件的前后两侧，用于防止试验件在压缩载荷下发生屈曲进而获得准确的压缩破坏强度；所述环形简支位于所述侧固定板的中心，将试验件上的冲击损伤区域环绕，所述一对横简支和一对竖简支分别位于所述环形简支的上下侧和左右侧；
[0010]所述上压盘为矩形板结构，底端固定连接有一对上简支，所述上压盘轻放于试验件的顶端，且所述上简支在前后方向上夹持试验件的顶边。
[0011]本专利技术进一步设置为，所述试验件的前后两侧通过胶水对称地粘贴应变片，所述应变片的数量优选为4个或8个。
[0012]本专利技术进一步设置为，所述底板上位于三角加强板两侧均开设一U型槽，通过螺栓将所述侧支撑固定在所述底座上，对于不同宽度的试验件，通过所述底板上的U型槽调节所述侧支撑的间距，从而实现对不同宽度试验件的压缩加载。
[0013]本专利技术进一步设置为，所述侧固定板的左、右两边分别设有螺纹安装孔，所述竖板上位于三角加强板两侧均开设有与所述螺纹安装孔对应的U型槽，通过螺栓将所述侧固定板固定于所述侧支撑之间。
[0014]本专利技术进一步设置为，所述侧固定板上设有分别与所述横简支、竖简支和环形简支位置对应的第一安装孔、第二安装孔和第三安装孔，所述三种简支与所述侧固定板相连的一侧设有螺纹孔，通过螺栓将所述三种简支固定于所述侧固定板上，且这三种安装孔均为U型槽，可分别实现横简支在上下方向上和竖简支在左右方向上小幅度地位置调整或是根据环形简支的大小调整固定位置。
[0015]本专利技术进一步设置为，所述横简支位于所述竖简支之间，且所述竖简支的长度为试验件高度的80％～90％，所述横简支的长度为试验件宽度的65％～80％，使得所述夹具的防屈曲效果最优。
[0016]本专利技术进一步设置为，所述一对侧固定板之间位于所述底座上设有一对底简支，用于在前后方向上夹持试验件的底边。
[0017]本专利技术进一步设置为，所述侧固定板上开设有若干第一观察孔和位于侧固定板中心的第二观察孔，用于观察压缩过程中试验件不同位置和冲击损伤区域的表现。
[0018]本专利技术进一步设置为，所述横简支上设有两个第一豁口，用于避开试验件上应变片的位置。
[0019]本专利技术进一步设置为，所述侧固定板的上、下边分别设有一第二豁口，用于导出试验件上应变片连接的导线。
[0020]本专利技术进一步设置为，所述上压盘前后对称地设有U型槽，所述上简支上开设有螺纹孔，通过螺栓将所述上简支固定连接于所述上压盘的底端，试验时通过所述上压盘的U型槽调整所述上简支间的间距。
[0021]本专利技术还提供了冲击后压缩薄板试验的试验方法，所述试验方法中包括所述试验件、所述防屈曲夹具以及试验设备、应变片和数据采集仪，具体包括如下步骤：
[0022](1)将应变片粘贴到试验件前后两侧后分别连接至数据采集仪；
[0023](2)将所述侧支撑连接固定于所述底座上，并根据试验件的宽度调整所述侧支撑的位置使得所述侧支撑在左右方向上夹持试验件的两边；
[0024](3)将所述环形简支、横简支和竖简支分别安装固定于所述侧固定板上，并将一侧的侧固定板先与所述侧支撑上的竖板连接固定；通过调节所述侧固定板的前后位置对中，使得所述试验件的对中线与所述侧支撑的对中线重合，再安装另一侧的侧固定板，使得上述三种简支的刀口均轻轻靠在试验件上；
[0025](4)所述上压盘的底端固定连接所述上简支后轻放于试验件的顶端，调整所述上简支的间距，使得试验件的顶边由所述上简支所夹持；
[0026](5)将固定有试验件的所述防屈曲夹具放置于所述试验设备的支撑台上，试验设备的压头向下运动作用于所述上压盘上，上压盘将载荷传递给试验件进行压缩剩余强度试验；同时对压缩应变曲线的背对背弯曲百分比进行监控，确保得到准确的压缩强度。
[0027]本专利技术进一步设置为，所述步骤(3)中调整对中时，所述试验件的前后两侧于所述底座上分别设置所述底简支，使得前后两侧侧固定板安装好后试验件的底边由所述底简支所夹持。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0029]本专利技术公开的冲击后压缩薄板试验的防屈曲夹具及试验方法原理简单，思路清晰，通过设计所述防屈曲夹具，并对载荷应变曲线背对背弯曲百分比进行监控，确保了加载过程中薄板层压板不发生屈曲，从而获得准确的压缩剩余强度，方法精确、高效。
附图说明
[0030]图1为冲击后压缩薄板试验的防屈曲夹具的结构示意图；
[0031]图2为冲击后压缩薄板试验的防屈曲夹具的爆炸图(爆炸图中后侧的侧固定板结构省略)；
[0032]图3为侧固定板的结构示意图；
[0033]图4为侧固定板上的简支结构与试验件的结构示意图；
[0034]图5为侧固定板上的简支结构的结构示意图；
[0035]图6为试验件的示意图；
[0036]图7为实施例2中试验件上应变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冲击后压缩薄板试验的防屈曲夹具，其特征在于，所述防屈曲夹具包括底座、一对侧支撑、一对侧固定板和上压盘，其中：所述侧支撑为L型结构，包括垂直连接的竖板、底板，以及所述竖板和底板之间连接的竖直的三角加强板，所述侧支撑固定在所述底座上，在左右方向上夹持试验件的两条竖边；所述侧固定板位于所述侧支撑之间，与所述侧支撑的竖板连接固定；所述侧固定板上连接一环形简支、一对横简支和一对竖简支，这三种简支上设有刀口，所述刀口靠于试验件的前后两侧；所述环形简支将试验件上的冲击损伤区域环绕，所述一对横简支和一对竖简支分别位于所述环形简支的上下侧和左右侧；所述上压盘底端固定连接有一对上简支，所述上压盘放于试验件的顶端，且所述上简支在前后方向上夹持试验件的顶边。2.根据权利要求1所述的防屈曲夹具，其特征在于，所述底座上前后对称地设有两排数列螺纹孔；所述底板上位于三角加强板两侧均开设一U型槽，通过螺栓将所述侧支撑固定在所述底座上，对于不同宽度的试验件，通过所述底板上的U型槽调节所述侧支撑的间距，从而实现对不同宽度试验件的压缩加载。3.根据权利要求1所述的防屈曲夹具，其特征在于，所述侧固定板的左、右两边分别设有螺纹安装孔，所述竖板上位于三角加强板两侧均开设有与所述螺纹安装孔对应的U型槽，通过螺栓将所述侧固定板固定于所述侧支撑之间。4.根据权利要求1所述的防屈曲夹具，其特征在于，所述侧固定板上设有分别与所述横简支、竖简支和环形简支位置对应的第一安装孔、第二安装孔和第三安装孔，所述三种简支与所述侧固定板相连的一侧设有螺纹孔，通过螺栓将所述三种简支固定于所述侧固定板上。5.根据权利要求4所述的防屈曲夹具，其特征在于，所述第一安装孔、第二安装孔和第三安装孔均为U型槽，分别实现横简支在上下方向上和竖简支在左右方向上的位置调整以及根据环形简支的大小调整固定位置。6.根据权利要求1所述的防屈曲夹具，其特征在于，所述横简支位于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍华强，陈振，潘直方，尹银坤，刘多猛，青亮，
申请(专利权)人：上海航空材料结构检测股份有限公司，
类型：发明
国别省市：