一种金属与复合材料混合结构远场热应力测试的夹持装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种夹持装置，具体涉及一种金属与复合材料混合结构远场热应力测试的夹持装置，所述的夹持装置内夹持有待测试的试件，该夹持装置包括夹块、轴向板和固定件；所述的夹块由试件两侧夹住试件，夹块与试件相接触的表面设置为毛面，为试件提供摩擦力；所述的轴向板分别由夹块外侧夹紧夹块，并通过固定件固定轴向板，对试件形成约束。与现有技术相比，本发明专利技术解决现有技术在热应力测试中缺少夹持试件的装置的问题，本夹持装置可减小甚至消除热膨胀对试验结果的影响，并能够满足结构强度和稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种金属与复合材料混合结构远场热应力测试的夹持装置


[0001]本专利技术涉及一种夹持装置，具体涉及一种金属与复合材料混合结构远场热应力测试的夹持装置。

技术介绍

[0002]随着航空航天行业的发展，行业中对材料的要求也越来越高，越来越多的复合材料被运用于空天行业中。在飞机起飞、巡航、降落的过程中，机身会经历100℃至
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55℃的温度变化，这样的温度变化以及温度差对机身材料以及整体结构造成的影响是十分显著和关键的，因此，具有高性能的金属与复合材料混合结构在飞机中的占比也越来越大。
[0003]基于CCAR
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25《运输类飞机适航标准》的标准规定，需要对金属与复合材料混合结构的热应力进行测试，以保证其用于机身上后在经历100℃至
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55℃的温度变化仍能保持结构强度和稳定，因此对于金属与复合材料混合结构的探究愈发重要。
[0004]中国专利CN202210436691.4提出了一种飞机用金属
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复合材料混合结构的热应力的测量方法，该方法包括以下步骤：一、根据飞机用金属
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复合材料混合结构获取测试试件及标准试件；二、应变片的灵敏系数的标定；三、对标准试件进行热输出测量；四、对测试试件进行总应变测量；五、飞机用金属
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复合材料混合结构的热应力获取。但该专利中仅是提供了一种测量方法，但并未公开具体所使用的测量系统和结构，尤其是起夹持作用的夹持装置/结构会与材料同步受到加热的效果，若夹持装置/结构的设计存在不合理，则容易使试件及测试装置受到损坏，或是测得的数据不准确，因而对于夹持装置的设计也是十分重要的。
[0005]因此，本申请为克服上述问题提出了一种金属与复合材料混合结构远场热应力测试的夹持装置。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种金属与复合材料混合结构远场热应力测试的夹持装置，以解决现有技术在热应力测试中缺少夹持试件的装置的问题，本夹持装置可减小甚至消除热膨胀对试验结果的影响，并能够满足结构强度和稳定性。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0008]一种金属与复合材料混合结构远场热应力测试的夹持装置，所述的夹持装置内夹持有待测试的试件，该夹持装置包括夹块、轴向板和固定件；
[0009]所述的夹块由试件两侧夹住试件，夹块与试件相接触的表面设置为毛面，毛面可以增大摩擦系数，为试件提供摩擦力；
[0010]所述的轴向板分别由夹块外侧夹紧夹块，并通过固定件固定轴向板，对试件形成约束。
[0011]优选地，所述的夹持装置由因瓦合金制成，因瓦合金具有极低的热膨胀系数，这种
性质使得它能够在很宽的温度范围内保持固定长度。
[0012]优选地，所述的夹块为三级的阶梯结构，其中，中间级的表面为毛面，所述的试件夹持于两侧夹块的中间级之间。
[0013]优选地，所述的夹块的中间级的宽度略大于试件的宽度即可，进一步优选夹块的中间级的宽度比试件的宽度宽约0.1cm。
[0014]优选地，所述的夹块设有两组，分别夹持于试件的两端；夹块和轴向板可以提供加持力、摩擦力和轴向力，从而保证模拟试验的试件两端夹持的效果。
[0015]优选地，所述的轴向板中部开设槽孔，所述的试件表面贴合有应变片，应变片的接线由槽孔中引出。
[0016]优选地，所述的固定件为螺栓和螺母，所述的轴向板上设置有若干固定孔，所述的夹块于首级与末级上对应的开设有通孔，所述的螺栓依次穿过固定孔和通孔后通过螺母固定。
[0017]优选地，所述的通孔于夹块上等间距的间隔设置。
[0018]优选地，所述的轴向板的长度与试件的长度相等；所述的夹块的宽度与轴向板的宽度相等；夹块的首级的宽度与末级的宽度相等，中间级的宽度大于首级的宽度。
[0019]优选地，所述的毛面可选择普通火花面(普通火花面为使用电火花放电加工技术进行制作的表面，在这种加工中，电极和工件被浸没在介质之中，然后施加电压，产生一系列的电火花放电，这些火花放电产生高热和高压气泡，进而可在表面形成细小坑洞)，该表面的表面粗糙度RA为1.6
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3.2，进一步优选为1.8。更进一步可通过切割刻痕增强表面摩擦，在夹具与试验件的接触面上进行刻痕加工，通过在夹具表面切割一系列的小槽或V型槽，使得夹具表面形成交错的小块。交错V型槽的槽间距为2
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4mm，深度为0.5
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1.5mm，进一步优选V型槽的槽间距为3mm，深度为1mm。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021](1)采用夹块和轴向板相结合，以轴向板为核心的方式对混合结构的轴向变形进行约束；于夹块处设置部分毛面，增大摩擦系数，利用摩擦力约束混合结构的轴向变形；配合螺栓提供夹持力，对混合结构进行夹持。
[0022](2)其中轴向板需要在中间部位开槽，以供应变片接线、方便数据采集；夹块则是呈三层阶梯状。
[0023](3)除此之外，本专利技术采用了低膨胀系数材料——因瓦合金，能避免远场热应力测试过程中普通夹持装置产生热应变，从而尽可能保证试验结果准确性。
[0024]综上所述，本专利技术选用因瓦合金作为夹持装置的材料，可以减小甚至消除夹具热膨胀对试验结果的影响。除此之外，可通过以限制轴向应变为约束；以螺栓个数、螺栓预拉力、摩擦系数为参数；以轴向总应变为目标构建目标函数；在实现结构优化、多目标融合、满足结构强度和稳定性的前提下，保证夹持装置尽可能合理且最优，可获得更精准的实验结果。
[0025]因而，采用本夹持装置进行夹持而测定的热应力实验结果可作为CCAR
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25.305以及25.307条款的试验依据。
附图说明
[0026]图1为实施例1中的夹持装置的立体结构示意图；
[0027]图2为实施例1中的夹块的结构示意图，其中，图2(a)为夹块的立体结构示意图，图2(b)为夹块的正视结构示意图，图2(c)为夹块的俯视结构示意图，图2(d)为夹块的侧视结构示意图；
[0028]图3为实施例1中的轴向板的结构示意图，其中，图3(a)为轴向板的立体结构示意图，图3(b)为轴向板的正视结构示意图，图3(c)为轴向板的俯视结构示意图，图3(d)为轴向板的侧视结构示意图；
[0029]图中：1
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试件；2
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夹块；3
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轴向板；4
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固定件。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0031]实施例1
[0032]一种金属与复合材料混合结构远场热应力测试的夹持装置，如图1
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3所示，所述的夹持装置内夹持有待测试的试件1，该夹持装置包括夹块2、轴向板3和固定件4；
[0033]所述的夹块2由试件1两侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属与复合材料混合结构远场热应力测试的夹持装置，其特征在于，所述的夹持装置内夹持有待测试的试件(1)，该夹持装置包括夹块(2)、轴向板(3)和固定件(4)；所述的夹块(2)由试件(1)两侧夹住试件(1)，夹块(2)与试件(1)相接触的表面设置为毛面，为试件(1)提供摩擦力；所述的轴向板(3)分别由夹块(2)外侧夹紧夹块(2)，并通过固定件(4)固定轴向板(3)，对试件(1)形成约束。2.根据权利要求1所述的一种金属与复合材料混合结构远场热应力测试的夹持装置，其特征在于，所述的夹持装置由因瓦合金制成。3.根据权利要求2所述的一种金属与复合材料混合结构远场热应力测试的夹持装置，其特征在于，所述的夹块(2)为三级的阶梯结构，其中，中间级的表面为毛面，所述的试件(1)夹持于两侧夹块(2)的中间级之间。4.根据权利要求3所述的一种金属与复合材料混合结构远场热应力测试的夹持装置，其特征在于，所述的夹块(2)的中间级的宽度比试件(1)的宽度宽0.1cm。5.根据权利要求3所述的一种金属与复合材料混合结构远场热应力测试的夹持装置，其特征在于，所述的夹块(2)设有两组，分别夹持于试件(1)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周洲，丛智远，蒋东杰，鲍祝安，郭拓，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：