用于復(fù)合材料力學(xué)性能的測試設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料的測試設(shè)備，用于測量復(fù)合材料的力學(xué)性能，是一種材料力學(xué)性能檢測設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料的測試設(shè)備是用于檢測材料力學(xué)性能的，具體的講是適用于對金屬、非金屬材料進(jìn)行拉伸、壓縮等力學(xué)性能測試。能夠檢測能出材料的最大力值、屈服力值、斷裂力值及最大伸長量、屈服伸長量等材料性能的設(shè)備。
[0003]但是，在實際運用過程中，由于測試?yán)旌蜏y試形變的裝置的結(jié)構(gòu)不一致，需要分別在兩臺測試設(shè)備上測試，就需要測試兩次，而且需要準(zhǔn)備兩份試件，這樣操作還會影響測試的一致性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，能夠在測試?yán)斓那闆r下，同時測試形變的復(fù)合材料測試設(shè)備。
[0005]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:該復(fù)合材料測試設(shè)備，包括:動力裝置、夾裝裝置、檢測裝置、工作站以及形變檢測器，動力裝置用于垂直方向上的升降；，夾裝裝置與動力裝置連接，夾裝裝置用于夾裝試件；檢測裝置用于檢測力學(xué)性能；與檢測裝置電連接；形變檢測器安裝在夾裝裝置內(nèi)。
[0006]在上述任一方案中優(yōu)選的是，夾裝裝置包括底板、固定板、一號內(nèi)夾板、一號外夾板、導(dǎo)桿、頂板、二號內(nèi)夾板和二號外夾板，固定板固定在底板上，一號內(nèi)夾板安裝在固定板上，一號外夾板與一號內(nèi)夾板配合，導(dǎo)桿有固定端和升降端，固定端固定在底板上，頂板與升降端活動連接，二號內(nèi)夾板安裝于頂板，二號外夾板與二號內(nèi)夾板配合，一號內(nèi)夾板與一號外夾板都設(shè)置有卡槽，二號內(nèi)夾板與二號外夾板都設(shè)置有卡槽。
[0007]在上述任一方案中優(yōu)選的是，形變檢測器安裝在內(nèi)夾板的卡槽內(nèi)。
[0008]在上述任一方案中優(yōu)選的是，在形變檢測器與內(nèi)夾板之間設(shè)置有柔性材料。
[0009]在上述任一方案中優(yōu)選的是，形變檢測器包括基板、固定在基板上的多束光導(dǎo)纖維束以及與光導(dǎo)纖維束連接的光檢測器。
[0010]在上述任一方案中優(yōu)選的是，光導(dǎo)纖維素為U形結(jié)構(gòu)，有兩類的光導(dǎo)纖維束，同類光導(dǎo)纖維束平行排列，異類光導(dǎo)纖維束垂直排列。
[0011]在上述任一方案中優(yōu)選的是，形變檢測器包正極層、壓敏材料層、負(fù)極層和主板，正極層、壓敏材料層和負(fù)極層依次疊合，正極層上設(shè)置有互相孤立的測試點，每個正測試點電連接主板，在負(fù)極層上相應(yīng)的位置設(shè)置有負(fù)測試點，每個負(fù)測試點電連接主板。
[0012]在上述任一方案中優(yōu)選的是，動力裝置為伺服電機(jī)或者液壓裝置。
[0013]在上述任一方案中優(yōu)選的是，還包括水平移動裝置，水平移動裝置與夾裝裝置連接。
[0014]在上述任一方案中優(yōu)選的是，還包括扭轉(zhuǎn)裝置，扭轉(zhuǎn)裝置與夾裝裝置連接。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果:在夾裝裝置內(nèi)設(shè)置了形變檢測器能直接在拉伸的時候直接快速地檢測試件的形變特征，能夠做到一次檢測，得到兩種數(shù)據(jù)，方便快捷，使得本發(fā)明的復(fù)合材料測試設(shè)備具有多種用途。
【附圖說明】
[0016]圖1是實施例中夾裝裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是實施例中夾裝裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是實施例中一號內(nèi)夾板的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是實施例中一號內(nèi)夾板的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5是實施例中一號內(nèi)夾板的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖6是實施例中一號外夾板的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7是實施例中一號外夾板的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖8是實施例中底板的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖9是實施例中底板的俯視結(jié)構(gòu)不意圖。
[0025]圖10是實施例中導(dǎo)桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖11是實施例中固定板的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖12是實施例中固定板的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖13是實施例中固定板的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖14是實施例中夾裝裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0031]本實施例中的一種復(fù)合材料測試設(shè)備包括動力裝置、夾裝裝置、檢測裝置、工作站、形變檢測器、水平移動裝置和扭轉(zhuǎn)裝置。動力裝置用于垂直方向上的升降，在試件在垂直方向拉伸測試的時候需要將試件拉長。夾裝裝置能夠夾住試件，夾裝裝置與動力裝置連接，在拉伸測試的時候需要檢測拉伸的力有多少，所以需要檢測裝置，檢測裝置用于檢測力學(xué)性能。本實施例中，動力裝置為伺服電機(jī)，伺服電機(jī)與檢測裝置電連接，本發(fā)明中，動力裝置可以為液壓裝置。本實施例中，形變檢測器安裝在夾裝裝置內(nèi)。本實施例中的夾裝裝置詳細(xì)內(nèi)容見下文，形變檢測器與頂板相連。形變檢測器能夠檢測試件的形變量，而集成在夾裝裝置內(nèi)能夠使得復(fù)合材料測試設(shè)備同時具有兩種功能。水平移動裝置與夾裝裝置連接、扭轉(zhuǎn)裝置。扭轉(zhuǎn)裝置與夾裝裝置連接。水平移動裝置和夾裝裝置配合，水平移動裝置包括一轉(zhuǎn)動桿，轉(zhuǎn)動桿與二號內(nèi)夾板配合，當(dāng)轉(zhuǎn)動桿轉(zhuǎn)動的時候，使得二號內(nèi)夾板偏移，從而可以檢測試件的切變應(yīng)力。同理，扭住裝置安裝在伺服電機(jī)與頂板的連接件上，當(dāng)扭轉(zhuǎn)裝置啟動的時候，頂板微扭轉(zhuǎn)，從而能夠測得試件的扭轉(zhuǎn)量。
[0032]本實施例中，形變檢測器安裝在內(nèi)夾板的卡槽內(nèi)。在形變檢測器與內(nèi)夾板之間設(shè)置有柔性材料。柔性材料可以使得形變檢測器與試件之間具有一定的變形空間，而且可以防止形變檢測器與卡槽底部的碰撞，延長形變檢測器的使用時間。
[0033]形變檢測器與試件接觸，并且在外夾板與內(nèi)夾板的擠壓下能夠僅僅貼在試件表面，進(jìn)行檢測。本實施例中，形變檢測器包括基板、固定在基板上的多束光導(dǎo)纖維束以及與光導(dǎo)纖維束連接的光檢測器。光導(dǎo)纖維束為U形結(jié)構(gòu)，有兩類的光導(dǎo)纖維束，同類光導(dǎo)纖維束平行排列，異類光導(dǎo)纖維束垂直排列。多束光導(dǎo)纖維束具有傳到光線的能力，U形結(jié)構(gòu)能夠使得光導(dǎo)纖維束的兩端都連接在光檢測器上，如果試件發(fā)生形變則貼緊在試件上的形變檢測器也發(fā)生相應(yīng)變形，從而測得變形量。本發(fā)明中，形變檢測器還可以為另一種方式實現(xiàn)，形變檢測器包正極層、壓敏材料層、負(fù)極層和主板，正極層、壓敏材料層和負(fù)極層依次疊合，正極層上設(shè)置有互相孤立的測試點，每個正測試點電連接主板，在負(fù)極層上相應(yīng)的位置設(shè)置有負(fù)測試點，每個負(fù)測試點電連接主板。
[0034]本發(fā)明的復(fù)合材料測試設(shè)備使用的時候，將試件的放入一號內(nèi)夾板與二號內(nèi)夾板的卡槽內(nèi)，然后將一號外夾板和二號外夾板固定在一號內(nèi)夾板與二號內(nèi)夾板上，以固定試件，然后啟動伺服電機(jī)，令試件拉伸，試件拉伸之后就可以檢測各種力學(xué)數(shù)據(jù)，在試件斷裂之前，可以使用水平移動裝置和/或扭轉(zhuǎn)裝置以檢測各種力學(xué)指標(biāo)。
[0035]圖1、圖2和圖14示出了一種復(fù)合材料測試設(shè)備夾裝裝置，該夾裝裝置包括底板、固定板、一號內(nèi)夾板、一號外夾板、導(dǎo)桿、頂板、二號內(nèi)夾板和二號外夾板，固定板固定在底板上，一號內(nèi)夾板安裝在固定板上，一號外夾板與一號內(nèi)夾板配合，導(dǎo)桿有固定端和升降端，固定端固定在底板上，頂板與升降端活動連接，二號內(nèi)夾板安裝于頂板，二號外夾板與二號內(nèi)夾板配合，一號內(nèi)夾極與一號外夾板都設(shè)置有卡槽，二號內(nèi)夾板與二號外夾板都設(shè)置有卡槽。本實施例中夾裝裝置還包括墊板，墊板為能承受強(qiáng)壓力的，墊板具有低彈性。其中一號內(nèi)夾板和二號內(nèi)夾板統(tǒng)稱為內(nèi)夾板，一號外夾板和二號外夾板統(tǒng)稱為外夾板。
[0036]圖8和圖9示出了底板，底板質(zhì)量比較大，穩(wěn)定性好。底板上設(shè)置有卡裝固定板的凹槽，凹槽與固定板緊配合。底板上設(shè)置有兩通孔，導(dǎo)桿安裝在通孔內(nèi)，導(dǎo)桿與底板通過鍵連接。導(dǎo)桿上的鍵連接孔與鍵之間緊配合。
[0037]底板上設(shè)置有四個螺紋孔，固定板在相應(yīng)的位置設(shè)置有通孔，穿過通過的開槽沉頭螺釘令固定板與底板固定。底板凹槽底部與固定板底部設(shè)置有互相契合的凹凸部位，消除底板與固定板之間的震動。
[0038]圖11、圖12和圖13示出了固定板，固定板為L形結(jié)構(gòu)，固定板包括橫板和豎板組成，橫板嵌入到底板內(nèi)，將橫板嵌入到底板內(nèi)使得可以方便并且準(zhǔn)確的定位固定板，而且安裝和拆卸也很方便。橫板與豎板交界處設(shè)有小型凹槽，該小型凹槽可以卡裝墊板。使用小型凹槽卡裝可以方便定位墊板，也可以在使用過程中防止墊板移位。
[0039]本發(fā)明中，固定板還可以為半開放結(jié)構(gòu)，以方便拆裝內(nèi)夾板和外夾板，固定板的L形結(jié)構(gòu)可以使得既能夠穩(wěn)定的固定內(nèi)夾板，又能夠使得固定可以卡接在地板上，由于外夾板不直接固定在固定板或者底板上，所以外夾板可以靈活更換，在使用過程中，可以調(diào)整外夾板的細(xì)微質(zhì)量，以平衡各方面的質(zhì)量分布，降低微笑的擾動對測試設(shè)備的影響。固定板的表面經(jīng)過一定的硬化處理，以使得固定板可以與內(nèi)夾板之間穩(wěn)固連接。
[0040]圖3、圖4和圖5示出一號內(nèi)夾板。本實施例中，一號內(nèi)夾板固定在固定板上，在本發(fā)明中一號內(nèi)夾板和固定板可以為一體鑄造，一體鑄造的固定板與一號夾板雖然減少了更換的靈活性，但是能夠減小固定板與一號夾板之間微小空隙對測試設(shè)備所產(chǎn)生的影響。
[0041]本實施例中，一號內(nèi)夾板的卡槽底部設(shè)置至少一個凸出部，如圖4所示，卡槽底部的凸出部連續(xù)排練，且相鄰兩個凸出部之間沒有空隙。本實施例中，凸出部主要是圓臺狀結(jié)構(gòu)，而圓臺的母線與軸之間的角度為45度，這個角度為設(shè)計與制造的最佳角度。在本發(fā)明中，凸出部是在卡槽內(nèi)布滿設(shè)置，凸出部可以使得試件與卡槽底部有一定的緩沖作用，不直接領(lǐng)