一種復合材料測試試樣表面快速加工裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提出一種復合材料測試試樣表面快速加工裝置，包括底板、擋塊、壓板、法蘭盤、頂桿、擋邊和支架，擋塊固定安裝在底板的前后兩側(cè)，擋邊固定安裝在底板一端，支架固定安裝在擋塊上，頂桿穿過支架并與支架螺紋連接，頂桿上端與法蘭盤固定，頂桿下端與壓板固定連接，復合材料測試試樣放置在底板上，底板、擋塊、壓板和擋邊共同固定復合材料測試試樣，限制復合材料測試試樣在X、Y、Z三個方向的移動。本實用新型能實現(xiàn)復合材料測試試樣的批量打磨，提高加工效率95％以上；本實用新型能夠保證試樣打磨的均勻性和表面狀態(tài)的一致性，較大程度地減小力學性能測試結(jié)果的離散系數(shù)，提高測試結(jié)果的可靠性。
【專利說明】一種復合材料測試試樣表面快速加工裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種復合材料測試試樣表面快速加工裝置，屬于復合材料力學性能測試【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]復合材料結(jié)構(gòu)一般采用許用應變設(shè)計，設(shè)計時應注意復合材料在性能、失效模式、耐久性、損傷容限、制造工藝、質(zhì)量控制等方面與金屬材料有較大差異，都應保證結(jié)構(gòu)在使用載荷下有足夠的強度和剛度，在設(shè)計載荷下安全裕度應大于零。
[0003]因此，對于設(shè)計選用的復合材料在使用前必須進行力學性能測試，開展高溫或者常溫下拉伸、壓縮、彎曲、剪切等各種材料力學強度的性能測試。按照力學測試標準要求，必須制備標準尺寸的測試試樣，供測試儀器使用。
[0004]復合材料力學測試試樣制作質(zhì)量會在很大程度上影響試樣的力學測試結(jié)果。切割后的試樣在進行力學測試前需對兩端加強片粘接部位進行打磨并在兩端粘接加強片。打磨程度及一致性是影響試樣力學測試結(jié)果準確性的重要因素，控制不好會導致復合材料力學測試的結(jié)果離散性較大。現(xiàn)有試樣的制作過程存在以下問題:
[0005]①打磨均勻性差。操作者分別對每個試樣的兩端雙面用砂紙進行手工打磨，每個面的打磨量很難控制，打磨后表面粗糙度的均勻性和各試樣的一致性較差，會對粘接質(zhì)量的一致性造成影響。
[0006]②打磨效率低。對每個試樣進行兩端上下兩面進行打磨，操作熟練者至少需用5分鐘時間。通常力學性能試驗數(shù)量較多，打磨工序累計耗時較大。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種提高打磨均勻性、高效率的復合材料測試試樣表面快速加工裝置。
[0008]本實用新型的技術(shù)解決方案:一種復合材料測試試樣表面快速加工裝置，包括底板、擋塊、壓板、法蘭盤、頂桿、擋邊和支架，擋塊固定安裝在底板的前后兩側(cè)，擋邊固定安裝在底板一端，支架固定安裝在擋塊上，頂桿穿過支架并與支架螺紋連接，頂桿上端與法蘭盤固定，頂桿下端與壓板固定連接，復合材料測試試樣放置在底板上，底板、擋塊、壓板和擋邊共同固定復合材料測試試樣，限制復合材料測試試樣在x、y、z三個方向的移動。
[0009]還包括吸塵器接嘴，吸塵器接嘴與支架連接。
[0010]所述的支架為II型框架結(jié)構(gòu)，由橫梁和兩側(cè)的豎梁組成，橫梁中心加工螺紋孔。
[0011]所述的頂桿為圓柱體結(jié)構(gòu)，圓柱體結(jié)構(gòu)上部加工螺紋。
[0012]所述的擋邊比復合材料測試試樣上表面高度低0.5±0.2mm。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果:
[0014](I)本實用新型能實現(xiàn)復合材料測試試樣的批量打磨，提高加工效率95%以上；
[0015](2)本實用新型能夠保證試樣打磨的均勻性和表面狀態(tài)的一致性，較大程度地減小力學性能測試結(jié)果的離散系數(shù)，提高測試結(jié)果的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0018]本實用新型如圖1所示，包括底板1、擋塊2、壓板3、法蘭盤4、頂桿5、擋邊7和支架8，擋塊2固定安裝在底板I的前后兩側(cè)，擋邊7固定安裝在底板I 一端，支架8固定安裝在擋塊2上，頂桿5穿過支架8并與支架8螺紋連接，頂桿5上端與法蘭盤4固定，頂桿5下端與壓板3固定連接，復合材料測試試樣9放置在底板I上，底板1、擋塊2、壓板3和擋邊7共同固定復合材料測試試樣9,限制復合材料測試試樣9在X、Y、Z三個方向的移動。
[0019]支架8為II型框架結(jié)構(gòu)，由橫梁和兩側(cè)的豎梁組成，橫梁中心加工螺紋孔，頂桿5穿過橫梁中心的螺紋孔并與其螺紋配合，兩側(cè)的豎梁分別與兩個擋塊2固定連接。
[0020]頂桿5為圓柱體結(jié)構(gòu)，圓柱體結(jié)構(gòu)上部加工螺紋,與支架8的橫梁配合，圓柱體頂端固定連接法蘭盤4，圓柱體結(jié)構(gòu)下端與壓板3固定連接，將作用力傳遞給壓板3，從而使壓板3能與復合材料測試試樣9緊密貼合。
[0021]本實用新型還包括吸塵器接嘴6，吸塵器接嘴6與支架8的橫梁固定連接，吸塵器接嘴6為內(nèi)部空心結(jié)構(gòu)，可以連接工業(yè)吸塵器接頭軟管，吸附打磨過程產(chǎn)生的纖維粉塵。接嘴做成梯形形狀可以吸附更多的纖維粉塵，減少對周圍環(huán)境的污染。
[0022]轉(zhuǎn)動法蘭盤4，法蘭盤4將作用力傳遞給頂桿5，頂桿5與支架8螺紋配合，帶動壓板3上下運動，實現(xiàn)對復合材料測試試樣9的裝卸和夾緊。
[0023]復合材料測試試樣9安裝在本實用新型后，擋邊7比復合材料測試試樣9上表面高度低0.5±0.2_，避免打磨時平板砂紙機接觸擋邊7，造成擋邊7損傷。
[0024]復合材料測試試樣9為多個測試試樣對齊排成一列，可以是拉伸試驗測試試樣、壓縮試驗測試試樣、彎曲試驗測試試樣或者其它力學性能測試試樣，制作試樣的原材料可為單向纖維或者平紋織物。
[0025]本實用新型工作原理:
[0026]轉(zhuǎn)動法蘭盤4，作用力傳遞給頂桿5，頂桿5帶動壓板3向上運動，將多個的復合材料測試試樣9排成一列，緊貼擋邊7對齊，放在底板I上，此時反方向法蘭盤4，作用力傳遞給頂桿5，頂桿5帶動壓板3向下運動，夾緊復合材料測試試樣9，此時使用平板砂紙機對復合材料測試試樣9進行單邊打磨，采用同樣的方式實現(xiàn)復合材料測試試樣9另一側(cè)和翻轉(zhuǎn)面的打磨工序，根據(jù)復合材料測試試樣9尺寸大小不同，一次可以實現(xiàn)10?50個不等數(shù)量復合材料測試試樣9的批量打磨。
[0027]使用本實用新型前，打磨每個復合材料測試試樣兩端上下兩面，操作熟練者至少需用5分鐘時間。使用本實用新型后，加工100個0°拉伸、90°拉伸、0°壓縮、90°壓縮試樣所用時間分別為21分鐘、42分鐘、10分鐘和17分鐘，效率分別提高95.8%、91.6%、98%和 96.6%o
[0028]如表I所示，手工和本實用新型打磨100個復合材料測試試樣進行對比，結(jié)果證明本實用新型可以保證試樣打磨的均勻性和表面狀態(tài)的一致性，較大程度地減小力學性能測試結(jié)果的離散系數(shù)。
[0029]表1100個復合材料試樣的力學性能離散系數(shù)對比
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種復合材料測試試樣表面快速加工裝置，其特征在于:包括底板(I)、擋塊(2)、壓板(3)、法蘭盤(4)、頂桿(5)、擋邊(7)和支架(8)，擋塊(2)固定安裝在底板(I)的前后兩偵牝擋邊(7)固定安裝在底板(I) 一端，支架(8)固定安裝在擋塊(2)上，頂桿(5)穿過支架(8)并與支架(8)螺紋連接，頂桿(5)上端與法蘭盤(4)固定，頂桿(5)下端與壓板(3)固定連接，復合材料測試試樣(9)放置在底板(I)上，底板(I)、擋塊(2)、壓板(3)和擋邊(7)共同固定復合材料測試試樣(9)，限制復合材料測試試樣(9)在X、Y、Z三個方向的移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合材料測試試樣表面快速加工裝置，其特征在于:還包括吸塵器接嘴(6)，吸塵器接嘴(6)與支架(8)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合材料測試試樣表面快速加工裝置，其特征在于:所述的支架(8)為II型框架結(jié)構(gòu)，由橫梁和兩側(cè)的豎梁組成，橫梁中心加工螺紋孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合材料測試試樣表面快速加工裝置，其特征在于:所述的頂桿(5)為圓柱體結(jié)構(gòu)，圓柱體結(jié)構(gòu)上部加工螺紋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合材料測試試樣表面快速加工裝置，其特征在于:所述的擋邊(7)比復合材料測試試樣(9)上表面高度低0.5±0.2mm。
【文檔編號】G01N1/28GK203443826SQ201320500932
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】武海生, 韓蕾, 李麗英 申請人:航天特種材料及工藝技術(shù)研究所