專利名稱：彎曲實驗夾具組件、彎曲實驗夾具和壓縮實驗夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維增強復(fù)合材料實驗領(lǐng)域，采用該夾具針對纖維增強復(fù)合材料夾芯板進行彎曲實驗和壓縮試驗，可以提高實驗的精度和成功率，同時也能提高夾具的使用效率。
背景技術(shù)：
纖維增強復(fù)合材料夾芯板結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代飛機結(jié)構(gòu)中大量應(yīng)用，在飛機中主要承受壓縮和彎曲載荷。但是，針對此結(jié)構(gòu)的彎曲實驗卻受制于結(jié)構(gòu)中蜂窩芯子的低強度導(dǎo)致的塌陷而難以進行。通常實驗主要采用灌封的方式來解決這個問題，然而實際操作中，灌封難以達到理想的質(zhì)量，從而直接影響到實驗的成功率，造成經(jīng)濟損失。另外，多數(shù)實驗夾具設(shè)計 只能適應(yīng)特定尺寸實驗件進行特定種類的實驗，效率低且浪費嚴重。本發(fā)明設(shè)計的夾具進行彎曲實驗時，通過滑輪組進行彎曲載荷的加載，解決了芯子塌陷導(dǎo)致實驗失敗的問題。另外，該夾具只需換裝對應(yīng)附件即能夠進行彎曲和壓縮兩類實驗，有效提聞了實驗效率和經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種碳纖維復(fù)合材料夾芯板的彎曲實驗夾具，該夾具可以通過調(diào)整滑輪的定位，簡便地完成對多種尺寸試驗件的彎曲實驗，有效提高實驗成功率。另外，經(jīng)過將滑輪換裝成擋塊并加設(shè)支撐刀口就變成了壓縮試驗夾具，該壓縮試驗夾具可以完成碳纖維復(fù)合材料夾芯板的壓縮實驗，提聞實驗效率的同時減低成本。具體地，本發(fā)明公開了一種用于夾芯板的彎曲實驗夾具組件，其包括第一夾板，其包括在第一方向延伸的第一板狀部分和垂直于第一方向延伸的第一安裝部分，第一板狀部分上布置有多排的第一裝配孔；第二夾板，其包括在第一方向延伸的第二板狀部分和垂直于第一方向延伸的第二安裝部分，第二板狀部分上布置有多排的第二裝配孔；第一組轉(zhuǎn)動件，其通過第一裝配孔成排地安裝到第一夾板的第一板狀部分上；第二組轉(zhuǎn)動件，其通過第二裝配孔成排地安裝到第二夾板的第二板狀部分上；其中，第二夾板的第二安裝部分安裝到第一夾板的第一安裝部分上并使第二組轉(zhuǎn)動件相對第一組轉(zhuǎn)動件整體地錯開并彼此相向地將夾芯板夾持于其間。優(yōu)選地，第一轉(zhuǎn)動件和/或第二轉(zhuǎn)動件為滑輪。優(yōu)選地，第一夾板的第一安裝部分上具有多個孔，第二夾板的第二安裝部分上相應(yīng)地具有多個滑槽，多個緊固件分別通過多個孔和多個滑槽將第一夾板和第二夾板固定在一起。優(yōu)選地，夾芯板為纖維增強復(fù)合材料制成的。本發(fā)明還公開了一種用于夾芯板的彎曲實驗夾具，其包括兩個相對布置的彎曲實驗夾具組件，用于將夾芯板的兩端分別夾持在每個彎曲實驗夾具組件的第一組轉(zhuǎn)動件和第二組轉(zhuǎn)動件之間。
此外，本發(fā)明還公開了一種用于夾芯板的彎曲試驗設(shè)備，其至少包括前述彎曲實驗夾具、實驗加載機和底座，其中，實驗加載機帶有加載端頭，加載端頭包括兩個加載端，底座也包括兩個起支點作用的支撐端，兩個彎曲實驗夾具組件連同夾芯板作為整體在上下方向上布置在底座的兩個支撐端和加載端頭的兩個加載端之間并且兩個加載端位于兩個支撐端之間。進一步地，本發(fā)明公開了一種用于夾芯板的壓縮實驗夾具，其包括一對第一夾板，每個第一夾板包括在第一方向延伸的第一板狀部分和垂直于第一方向延伸的第一安裝部分，第一板狀部分上布置有多排的第一裝配孔；一對第二夾板，每個第二夾板包括在第一方向延伸的第二板狀部分和垂直于第一方向延伸的第二安裝部分，第二板狀部分上布置有多排的第二裝配孔；第一擋塊，其通過第一裝配孔安裝到第一夾板的第一板狀部分上；第二擋塊，其通過第二裝配孔安裝到第二夾板的第二板狀部分上；其中，一個第二夾板的第二安裝部分安裝到一個第一夾板的第一安裝部分上以使其上的第二擋塊和第一擋塊彼此相對并間隔開并形成上夾具組件，上夾具組件用于被實驗加載機保持；另一個第二夾板的第二安裝部分安裝到另一個第一夾板的第一安裝部分上以使其上的第二擋塊和第一擋塊彼此相對并間隔開并形成下夾具組件，上夾具組件和下夾具組件彼此相對地豎直布置；支撐·刀口，其安裝在一個第一夾板上，其縱向長度小于夾芯板的長度，用于在豎直方向上保持夾芯板的兩個側(cè)邊緣；其中，當夾芯板夾持在上夾具組件和下夾具組件之間時，夾芯板的上端部和下端部分別被第一擋塊和第二擋塊抵接，夾芯板的兩側(cè)邊緣被分別被支撐刀口限制離面位移。優(yōu)選地，支撐刀口為兩根平行的圓柱桿狀件。優(yōu)選地，第一夾板的第一安裝部分上具有多個孔，第二夾板的第二安裝部分上相應(yīng)地具有多個滑槽，多個緊固件分別通過多個孔和多個滑槽將第一夾板和第二夾板固定在一起。優(yōu)選地，夾芯板為纖維增強復(fù)合材料制成的。另外，本發(fā)明還公開了一種用于夾芯板的壓縮實驗設(shè)備，其至少包括前述壓縮實驗夾具。


為了解釋本發(fā)明，將在下文中參考附圖描述其示例性實施方式，附圖中圖I示意性地示出了安裝有第一組轉(zhuǎn)動件的第一夾板；圖2示意性地示出了彎曲實驗夾具組件；圖3示意性地示出了彎曲實驗夾具；圖4概略性地示出了彎曲實驗設(shè)備(未示出實驗加載機);圖5示意性地示出了前述的第一夾板附設(shè)第一擋塊和支撐刀口的示意圖；圖6示意性地示出了由第一夾板、第二夾板、第一擋塊、第二擋塊和支撐刀口組成的下夾具組件；以及圖7示意性地示出了由上夾具組件和下夾具組件組成的壓縮實驗夾具。不同圖中的相似特征由相似的附圖標記指示。
具體實施例方式在以下的實施方式的詳細描述中，參照構(gòu)成該描述的一部分的附圖進行說明。附圖以示例的方式展示出特定的實施方式，本發(fā)明被實現(xiàn)在這些實施方式中。所示出的實施方式不是為了窮盡根據(jù)本發(fā)明的所有實施方式。可以理解，其他的實施方式可以被利用，結(jié)構(gòu)性或邏輯性的改變能夠在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下被做出。對于附圖，方向性的術(shù)語，例如“左”、“右”、“底”、“前”、“后”、“向下”、“向上”等，是參照所描述的附圖的方位而使用的。由于本發(fā)明的實施方式的組件能夠被以多種方位方式，這些方向性術(shù)語是用于說明的目的，而不是限制的目的。因此，以下的具體實施方式
并不是作為限制的意義，并且本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書所限定。圖I示出了安裝有第一組轉(zhuǎn)動件106的第一夾板102，圖2示出了彎曲實驗夾具組件。如圖I和圖2所示，本發(fā)明公開了一種用于夾芯板的彎曲實驗夾具組件100。該彎曲實驗夾具組件100包括第一夾板102、第二夾板104、第一組轉(zhuǎn)動件106和第二組轉(zhuǎn)動件108。該第一夾板102包括在第一方向延伸的第一板狀部分102a和垂直于 第一方向延伸的第一安裝部分102b，第一板狀部分102a上布置有多排的第一裝配孔102c。第二夾板104包括在第一方向延伸的第二板狀部分104a和垂直于第一方向延伸的第二安裝部分104b，第二板狀部分104a上布置有多排的第二裝配孔104c。第一組轉(zhuǎn)動件106通過第一裝配孔102c和螺栓的配合成排地安裝到第一夾板102的第一板狀部分102a上；第二組轉(zhuǎn)動件108通過第二裝配孔104c和螺栓的配合成排地安裝到第二夾板104的第二板狀部分104a上。第二夾板104的第二安裝部分104b安裝到第一夾板102的第一安裝部分102b上并使第二組轉(zhuǎn)動件108相對第一組轉(zhuǎn)動件106整體地錯開并彼此相向地將夾芯板10 (如圖3所示)夾持于其間，當按照圖4所示的方式進行加載時，第二夾板104與第一夾板102共同相對地面靜止坐標系發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從而通過第一組轉(zhuǎn)動件106和第二組轉(zhuǎn)動件108對夾芯板10 (如圖3所示)施加純彎曲載荷。如圖I或圖2所示，第一組轉(zhuǎn)動件106和/或第二組轉(zhuǎn)動件108為滑輪。具體地，該第一夾板102的第一安裝部分102b上具有多個孔102d，第二夾板104的第二安裝部分104b上相應(yīng)地具有多個滑槽104d，多個緊固件110如螺栓分別通過多個孔102d和多個滑槽104d將第一夾板102和第二夾板104固定在一起。其中，滑槽104d可以用于調(diào)節(jié)第一夾板102和第二夾板104的相對安裝位置。具體地，夾芯板10為纖維增強復(fù)合材料制成的。如圖3所示，應(yīng)用彎曲實驗夾具組件100進行彎曲實驗時，需在準備兩個前述的彎曲試驗夾具組件100。根據(jù)實驗件的尺寸和剛度選擇滑輪的尺寸、數(shù)量。具體地，該用于夾芯板的彎曲實驗夾具200包括兩個相對布置的彎曲實驗夾具組件100，用于將夾芯板10的兩端分別夾持在每個彎曲實驗夾具組件100的第一組轉(zhuǎn)動件106和第二組轉(zhuǎn)動件108之間。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，為了進行試驗，彎曲實驗設(shè)備除了包括前述的彎曲實驗夾具200外還包括實驗加載機和彎曲實驗所使用的底座。如圖4所示，其概略性地示出了彎曲實驗設(shè)備的工作原理，兩個相對的彎曲實驗夾具組件100和夾芯板10作為整體布置在底座12和加載端頭14之間，具體地，在上側(cè)被加載端頭14的左右兩個加載端抵壓，在下側(cè)被底座12上左右兩個起支點作用的支撐端支撐，當實驗時，實驗加載機通過加載端頭14向下施加作用力，這樣，每個彎曲實驗夾具組件100在加載端頭14的作用力下有繞著底座12的兩個支撐端向內(nèi)轉(zhuǎn)動的趨勢從而夾芯板10承受了彎曲載荷。如本領(lǐng)域所熟知的，底座12屬于現(xiàn)有技術(shù)。由于在該彎曲實驗中，以多個分別位于兩側(cè)的滑輪對夾芯板10施加彎曲載荷，這樣，一方面夾芯板10不容易由于蜂窩芯子的低強度而導(dǎo)致塌陷；另一方面還能夠確保夾芯板10的基本中央位置處承受較大的彎矩從而能夠達成本實驗的目的。圖5示意性地示出了前述的第一夾板102附設(shè)第一擋塊302和支撐刀口 306的示意圖，其中多個第一擋塊302 —字形排列并且在兩側(cè)的第一擋塊302還分別設(shè)置有敞口以容納支撐刀口 306 ;圖6示意性地示出了由第一夾板102、第二夾板104、第一擋塊302、第二擋決304和支撐刀口 306組成的下夾具組件310 ;圖7示意性地示出了由上夾具組件308和下夾具組件310組成的壓縮實驗夾具300。具體地，一種用于夾芯板的壓縮實驗夾具300，其包括一對第一夾板102、一對第二夾板104、第一擋塊302、第二擋塊304以及支撐刀口 306。如前所述，每個第一夾板102包 括在第一方向延伸的第一板狀部分102a和垂直于第一方向延伸的第一安裝部分102b,第一板狀部分102a上布置有多排的第一裝配孔102c。每個第二夾板104包括在第一方向延伸的第二板狀部分104a和垂直于第一方向延伸的第二安裝部分104b，第二板狀部分104b上布置有多排的第二裝配孔104c。第一擋塊302通過第一裝配孔102c安裝到第一夾板102的第一板狀部分102a上。第二擋塊304通過第二裝配孔104c安裝到第二夾板104的第二板狀部分104a上。其中，一個第二夾板104的第二安裝部分104b安裝到一個第一夾板102的第一安裝部分102b上以使其上的第二擋塊304和第一擋塊302彼此相對并間隔開并形成上夾具組件308，上夾具組件308用于被實驗加載機(未示出)保持；另一個第二夾板104的第二安裝部分104b安裝到另一個第一夾板102的第一安裝部分102b上以使其上的第二擋塊304和第一擋塊302彼此相對并間隔開并形成下夾具組件310，上夾具組件308和下夾具組件310彼此相對地豎直布置。支撐刀口 306安裝在一個第一夾板102上，其縱向長度小于夾芯板10的長度，用于在豎直方向上保持夾芯板10的兩個側(cè)邊緣；其中，當夾芯板10夾持在上夾具組件308和下夾具組件310之間時，夾芯板10的上端部和下端部分別被第一擋塊302和第二擋塊304抵接，夾芯板10的兩側(cè)邊緣被分別被支撐刀口 306保持。在實驗時，實驗加載機對上夾具組件308施加一定的壓力，該上夾具組件308再將該壓力傳遞到夾芯板10上，與此同時，夾芯板10的側(cè)邊緣受到支撐刀口 306的限制而不會發(fā)生整體失穩(wěn)。實驗人員可以根據(jù)該夾芯板10承受壓力后發(fā)生的情況(如斷裂)來判斷該夾芯板10是否符合要求。具體地，該支撐刀口 306為兩根平行的圓柱桿狀件。本發(fā)明不以任何方式限制于在說明書和附圖中呈現(xiàn)的示例性實施方式。示出以及描述的實施方式(的部分)的所有組合明確地理解為并入該說明書之內(nèi)并且明確地理解為落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。而且，在如權(quán)利要求書概括的本發(fā)明的范圍內(nèi)，很多變形是可能的。此外，不應(yīng)該將權(quán)利要求書中的任何參考標記構(gòu)造為限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于夾芯板的彎曲實驗夾具組件，其包括 第一夾板，其包括在第一方向延伸的第一板狀部分和垂直于第一方向延伸的第一安裝部分，所述第一板狀部分上布置有多排的第一裝配孔； 第二夾板，其包括在第一方向延伸的第二板狀部分和垂直于第一方向延伸的第二安裝部分，所述第二板狀部分上布置有多排的第二裝配孔； 第一組轉(zhuǎn)動件，其通過第一裝配孔成排地安裝到所述第一夾板的第一板狀部分上；第二組轉(zhuǎn)動件，其通過第二裝配孔成排地安裝到所述第二夾板的第二板狀部分上；其中，所述第二夾板的第二安裝部分安裝到所述第一夾板的第一安裝部分上并使所述第二組轉(zhuǎn)動件相對所述第一組轉(zhuǎn)動件整體地錯開并彼此相向地將所述夾芯板夾持于其間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的彎曲實驗夾具組件，其中，所述第一組轉(zhuǎn)動件和/或所述第二組轉(zhuǎn)動件為滑輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的彎曲實驗夾具組件，其中，所述第一夾板的第一安裝部分上具有多個孔，所述第二夾板的第二安裝部分上相應(yīng)地具有多個滑槽，多個緊固件分別通過多個孔和多個滑槽將所述第一夾板和第二夾板固定在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的彎曲驗夾具組件，其中，所述夾芯板為纖維增強復(fù)合材料制成的。
5.一種用于夾芯板的彎曲實驗夾具，其包括兩個相對布置的如權(quán)利要求1-4所述的彎曲實驗夾具組件，用于將夾芯板的兩端分別夾持在每個彎曲實驗夾具組件的第一組轉(zhuǎn)動件和第二組轉(zhuǎn)動件之間。
6.一種用于夾芯板的彎曲試驗設(shè)備，其至少包括如權(quán)利要求5所述的彎曲實驗夾具、實驗加載機和底座，其中，所述實驗加載機帶有加載端頭，所述加載端頭包括兩個加載端，所述底座也包括兩個起支點作用的支撐端，所述彎曲實驗夾具的兩個彎曲實驗夾具組件連同所述夾芯板作為整體在上下方向上布置在所述底座的兩個支撐端和所述加載端頭的兩個加載端之間并且所述兩個加載端位于所述兩個支撐端之間。
7.一種用于夾芯板的壓縮實驗夾具，其包括 一對第一夾板，每個第一夾板包括在第一方向延伸的第一板狀部分和垂直于第一方向延伸的第一安裝部分，所述第一板狀部分上布置有多排的第一裝配孔； 一對第二夾板，每個第二夾板包括在第一方向延伸的第二板狀部分和垂直于第一方向延伸的第二安裝部分，所述第二板狀部分上布置有多排的第二裝配孔； 第一擋塊，其通過第一裝配孔安裝到所述第一夾板的第一板狀部分上； 第二擋塊，其通過第二裝配孔安裝到所述第二夾板的第二板狀部分上； 其中，一個第二夾板的第二安裝部分安裝到一個第一夾板的第一安裝部分上以使其上的第二擋塊和第一擋塊彼此相對并間隔開并形成上夾具組件，所述上夾具組件用于被實驗加載機保持；另一個第二夾板的第二安裝部分安裝到另一個第一夾板的第一安裝部分上以使其上的第二擋塊和第一擋塊彼此相對并間隔開并形成下夾具組件，所述上夾具組件和所述下夾具組件彼此相對地豎直布置； 支撐刀口，其安裝在一個第一夾板上，其縱向長度小于所述夾芯板的長度，用于在豎直方向上保持所述夾芯板的兩個側(cè)邊緣； 其中，當所述夾芯板夾持在所述上夾具組件和所述下夾具組件之間時，所述夾芯板的上端部和下端部分別被第一擋塊和第二擋塊抵接，所述夾芯板的兩側(cè)邊緣被分別被支撐刀口限制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓縮實驗夾具，其中，所述支撐刀口為兩根平行的圓柱狀桿狀件。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓縮實驗夾具，其中，所述第一夾板的第一安裝部分上具有多個孔，所述第二夾板的第二安裝部分上相應(yīng)地具有多個滑槽，多個緊固件分別通過多個孔和多個滑槽將所述第一夾板和第二夾板固定在一起。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任一項所述的壓縮實驗夾具，其中，所述夾芯板為纖維增強復(fù)合材料制成的。
11.一種用于夾芯板的壓縮實驗設(shè)備，其至少包括如權(quán)利要求7-10所述的壓縮實驗夾具。
全文摘要
本發(fā)明公開了纖維增強復(fù)合材料夾芯板的壓縮彎曲多功能夾具，其包括第一夾板、第二夾板以及可更換的附件，其中可更換的附件包括兩組轉(zhuǎn)動件以及兩組擋塊。當?shù)谝粖A板、第二夾板和兩組轉(zhuǎn)動件組合在一起時即可構(gòu)成彎曲夾具，當?shù)谝粖A板、第二夾板和兩組擋塊并配合額外的支撐刀口時即可構(gòu)成壓縮夾具。利用該裝置能夠快速準確地針對多種尺寸的碳纖維復(fù)合材料夾芯板進行壓縮和彎曲實驗。本發(fā)明既能夠保證實驗段載荷符合要求，又避免了因應(yīng)力集中導(dǎo)致實驗失敗。本發(fā)明不僅實現(xiàn)了對多種尺寸試驗件準確進行加載，而且還實現(xiàn)了一套裝置的多種用途的使用。
文檔編號G01N3/08GK102944470SQ20121044194
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者晏冬秀, 關(guān)志東, 劉衛(wèi)平, 薛斌, 孫凱, 孔姣月, 陳建華, 劉遂, 穆君武, 郭霞, 王天龍, 黃志強 申請人:上海飛機制造有限公司