CN107389450A - 通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装 - Google Patents

通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装，包括底板、上过渡筒、下过渡筒、半圆环、垫片、盖板和制件，所述底板和压力机连接，保证同轴度；所述盖板上端接触压力机施力单位；所述上过渡筒的外翻边与所述盖板固定连接，所述下过渡筒外翻边侧与所述底板固定连接；所述制件上下端为内翻边结构，置于上、下过渡筒之间，所述半圆环放在制件的上下翻边内侧，所述制件与所述上、下过渡筒的内翻边侧固定连接。该发明的有益效果为：保证制件、工装和压力机三者的同轴度要求，压力机的力可以均匀的通过制件蒙皮传递；将所有部件通过螺钉螺母组件牢固连接为一体，提高了轴压试验的安全性和方便性，改善试验人员的工作环境，降低对试验人员和制品造成伤害的风险。

Description

通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装
技术领域
本发明涉及一种通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装及其使用方法。
背景技术
随着航天事业的发展，尤其是航天材料工艺水平的不断提高，复合材料网格结构得到愈来愈广泛的应用。单向复合材料交叉制成的网格结构可以充分发挥复合材料的优越性，设计和制造工艺的不断完善可望尽快降低制造成本，有广阔的发展前景和巨大的潜能。在这种背景下，我们很有必要对该类制件进行以下研究：
1）研究制件在轴压载荷作用下的位移、应变情况；
2）研究制件在轴压载荷作用下的稳定性；
3）研究制件在弯矩、剪力载荷作用下的位移、应变情况；
4）研究制件在弯矩、剪力载荷作用下的稳定性；
5）获得制件的位移、应变测量数据，并与理论计算结果比较，为改进设计提供依据。
目前，对于圆柱壳类碳纤维制件轴压试验尚无性能较好的通用装置，且大多的约束装置在轴压载荷下制件的平稳性不佳，从而会影响轴压试验的力学结果；同时，因为对制件的稳固效果不佳，导致进行轴压试验时对试验人员的安全产生影响，且试验过程较为繁琐。
因此，需要设计出一种对于圆柱壳类碳纤维制件通用的轴压试验的实验装置，该种装置能够将制件平稳固定，不会对试验结果产生较大影响，同时又能够保证试验过程的便捷和安全，从而改善试验人员的工作环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装及其使用方法，能够有效改善制件在轴压载荷作用下的稳定性,同时可以提高轴压试验的安全性和方便性。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装，包括底板、上过渡筒、下过渡筒、半圆环、垫片、盖板和制件。首先，所述底板和压力机通过螺钉螺母组件固定连接，保证同轴度；所述盖板的上端用来接触压力机施力单位；所述上过渡筒和所述下过渡筒的结构相同，所述上过渡筒上端为外翻边结构，下端为内翻边结构，所述上过渡筒的外翻边与所述盖板利用螺钉螺母组件固定连接，所述下过渡筒上端为内翻边结构，下端为外翻边结构，所述下过渡筒的外翻边结构与所述底板利用螺钉螺母组件固定连接。所述制件上下部都为内翻边结构，将所述制件置于上、下过渡筒之间。
进一步地，将所述半圆环放在制件的上下翻边内侧，以增加支撑面积并防止损伤制件的表面，所述制件通过螺钉螺母组件与所述上、下过渡筒的内翻边侧固定连接。
具体地，所述螺钉螺母组件包括螺钉、螺母和垫片，所述垫片置于被连接的部件与所述螺母之间，用于保护被连接的部件不被所述螺母擦伤，分散所述螺母对被连接部件的压力。
进一步地，所述盖板内侧有一圈圆形凹槽，所述上过渡筒的外翻边卡设在盖板上的圆形凹槽中；所述底板内侧有一圈圆形凹槽，所述下过渡筒的外翻边卡设在底板上的圆形凹槽中。
进一步地，所述上过渡筒的内翻边内侧竖直向上设有一圈延伸边。
进一步地，所述上过渡筒、下过渡筒、底板和盖板的连接均要保证同轴度。
进一步地，所述底板四条侧边的中部垂直与该条侧边向所述圆形凹槽延伸各设置有一道凹槽，所述凹槽中竖立一块钢板，所述钢板上端竖直，下端倾斜，所述钢板底部以弹簧组件与所述凹槽连接，所述钢板上端竖直位置固定连接一块磨砂块，所述制件与所述下过渡筒固定连接之后，根据所述制件内径的大小利用所述弹簧组件调节所述钢板的位置，使得所述钢板能够夹紧在所述制件的侧边，由于所述钢板下端为倾斜设置，与所述制件表面夹紧时形成一个三角结构，使得所述制件的位置固定更加稳固，所述磨砂块能够加大所述钢板与所述制件之间的摩擦，使得所述钢板与所述制件侧边贴合的更为紧密。
一种通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装的使用方法，依次包括以下步骤：
A.清理工装各部分和压力机，将底板通过螺钉螺母组件安装在压力机底部；
B.将下过渡筒的外翻边侧通过螺钉螺母组件安装在底板上，将半圆环置于制件翻边内侧并把制件固定在下过渡筒的内翻边一侧，之后将上过渡筒的内翻边侧与制件通过螺钉螺母组件固定连接；
C.将盖板与上过渡筒的外翻边侧相连,轴压试验时，压力机施力单位可直接作用在盖板顶部，试验过程中，通过贴应变片的方式全程记录制件的受力情况。
本发明的有益效果为：一、该种通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装，能够保证制件、工装和压力机三者的同轴度要求，并能将制件平稳的固定在工装上，此时压力机的力可以均匀的通过制件蒙皮传递，满足轴压试验的要求，半圆环的结构增加了支撑面积并能有效防止制件表面受损。
二、该种通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装，将所有组件通过螺钉螺母组件牢固连接为一体，稳固效果好，提高了轴压试验的安全性和方便性，从而在一定程度上改善试验人员的工作环境，降低对试验人员和制品造成伤害的风险。
附图说明
图1 是本发明通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装的结构示意图
图2是本发明通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装的结构分解示意图；
图3是本发明通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装的半圆环的结构示意图；
图4是本发明通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装实施例1过渡筒的结构示意图；
图5是本发明通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装的实施例1制件、上过渡筒与半圆环的连接示意图；
图6是本发明通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装实施例2底板的俯视图；
图7是本发明通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装实施例3过渡筒的结构示意图；
图8是本发明通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装实施例3的制件、上过渡筒与半圆环的连接示意图；
图9是本发明通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装实施例4底板的结构示意图。
1-盖板，2-上过渡筒，3-下过渡筒，4-底板，5-半圆环，6-螺钉，7-螺母，8-垫片，9-制件，10-延伸边，11-凹槽，12-钢板，13-磨砂块，14-弹簧组件。
具体实施方式
下面结合附图1-9以及具体实施例对本发明的结构、原理和工作过程作进一步地说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1：
如图1-5所示，本发明所述的通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装包括盖板1、上过渡筒2、下过渡筒3、底板4、半圆环5、螺钉6、螺母7、垫片8和制件9，所述盖板1的上端用来接触压力机施力单位，；所述底板4与压力机通过螺钉螺母组件连接，保证同轴度，；所述上过渡筒2和所述下过渡筒3的结构相同，所述上过渡筒2上端为外翻边结构，下端为内翻边结构，所述上过渡筒2的外翻边结构与所述盖板1通过螺钉螺母组件固定连接；所述下过渡筒3下端为外翻边结构，上端为内翻边结构，所述下过渡筒3的外翻边结构与所述底板4通过螺钉螺母组件固定连接，所述盖板1、上过渡筒2、下过渡筒3和底板4的连接均要保证同轴度。
所述制件9为上下都带内翻边的结构组件，将其置于所述上、下过渡筒之间，并将所述半圆环5放在所述制件9的上、下翻边内侧，以增加支撑面积并防止损伤制件9的表面，之后将制件9通过螺钉螺母组件和上、下过渡筒的内翻边侧固定连接。
具体地，所述螺钉螺母组件包括螺钉6、螺母7和垫片8，所述垫片8置于被连接的部件与所述螺母7之间，用于保护被连接的部件不被所述螺母7擦伤，分散所述螺母对被连接部件的压力。
一种通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装的使用方法，依次包括以下步骤：
A.清理工装各部分和压力机，将底板通过螺钉螺母组件安装在压力机底部；
B.将下过渡筒的外翻边侧通过螺钉螺母组件安装在底板上，将半圆环置于制件翻边内侧并把制件以螺钉螺母组件固定在下过渡筒的内翻边一侧，之后将上过渡筒的内翻边侧与制件上部内翻边侧固定连接；
C.将盖板与上过渡筒的外翻边侧相连,轴压试验时，压力机施力单位可直接作用在盖板顶部，试验过程中，通过贴应变片的方式全程记录制件的受力情况。
实施例2：
如图6所示，实施例2与实施例1的区别在于，将实施例1中所述盖板1内侧设置一圈圆形凹槽，所述上过渡筒2的外翻边部位卡设在所述盖板1上的圆形凹槽中；在所述底板4内侧同样设置一圈圆形凹槽，所述下过渡筒3的外翻边部位卡设在所述底板4上的圆形凹槽中；利用该种结构使得上下过渡筒与所述盖板1和底板4的连接更加的稳固，满足轴压试验的要求，提高轴压实验的安全性。
实施例3：
如图7-8所示，实施例3与实施例2的区别在于，在所述上过渡筒2内翻边的内测竖直向上设有一圈延伸边10，所述制件9的内径大于所述上过渡筒2的内径时，所述制件9的内翻边正好顺着所述延伸边10套入，与所述上过渡筒2连接，该结构可以保证制件、工装和压力机三者的同轴度要求，提高试验准确度。
实施例4:
如图9所示，实施例4与实施例3的区别在于，在所述底板4四条侧边的中部垂直于该条侧边向所述圆形凹槽方向延伸各设置有一道凹槽11，所述凹槽11中竖立一块钢板12，所述钢板12上端竖直，下端倾斜，所述钢板12底部以弹簧组件14与所述凹槽11连接，所述钢板12上部垂直部位固定连接有一块磨砂块13，当所述制件9与所述下过渡筒3固定连接之后，可根据所述制件9外径的大小利用所述弹簧组件14调节所述钢板12的位置，使得所述钢板12能够正好紧密贴合在所述制件9的侧边，由于所述钢板12下端为倾斜设置，所以与所述制件9表面夹紧时形成一个三角结构，使得所述制件9的位置固定更加稳固，所述磨砂块13能够加大所述钢板12与所述制件9表面之间的摩擦，使得所述钢板12与所述制件9侧边贴合的更为紧密。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式均应涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (6)

1.一种通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装，其特征在于，包括盖板（1）、上过渡筒（2）、下过渡筒（3）、底板（4）、半圆环（5）、螺钉螺母组件、制件（9），延伸边（10），凹槽（11），钢板（12），磨砂块（13）和弹簧组件（14），所述盖板（1）的上端接触压力机的施力单位，所述底板（4）与压力机通过所述螺钉螺母组件固定连接，所述上过渡筒（2）和所述下过渡筒（3）的结构相同，所述上过渡筒（2）的上端为外翻边结构，下端为内翻边结构，所述上过渡筒（2）的上端与所述盖板（1）通过所述螺钉螺母组件固定连接；所述下过渡筒（3）的下端为外翻边结构，上端为内翻边结构，所述下过渡筒（3）的下端与所述底板（4）通过所述螺钉螺母组件固定连接；所述制件（9）上、下端为内翻边结构，所述制件（9）置于所述上、下过渡筒之间，所述半圆环（5）置于所述制件（9）的上、下翻边内侧，所述制件（9）与所述上、下过渡筒的内翻边侧通过所述螺钉螺母组件固定连接。
2.如权利要求1所述的一种通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装，其特征在于，所述盖板（1）内侧有一圈圆形凹槽，所述上过渡筒（2）的外翻边卡设在所述盖板（1）上的圆形凹槽中；所述底板（4）内侧有一圈圆形凹槽，所述下过渡筒（3）的外翻边卡设在所述底板（4）上的圆形凹槽中。
3.如权利要求2所述的一种通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装，其特征在于，在所述上过渡筒（2）内翻边结构的内侧竖直向上设有一圈延伸边（10）。
4.如权利要求3所述的一种通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装，其特征在于，所述底板（4）四条侧边的中部垂直于该侧边向所述圆形凹槽延伸各设置有一道凹槽（11），所述凹槽（11）中竖立一块钢板（12），所述钢板（12）上端竖直，下端倾斜，所述钢板（12）底部以弹簧组件（14）与所述凹槽（11）连接，所述钢板（12）上端竖直位置固定连接有一块磨砂块（13）。
5.如权利要求4所述的一种通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装，其特征在于，所述螺钉螺母组件包括螺钉（6）、螺母（7）和垫片（8），所述垫片（8）置于被连接的部件与所述螺母（7）之间。
6.一种采用如权利要求1-5中任一项权利要求所述的通用圆柱壳类碳纤维制件轴压试验工装的使用方法，其特征在于，依次包括如下具体步骤：
A：清理工装各部分和压力机，将所述底板（4）通过螺钉螺母组件安装在压力机底部；
B：将所述下过渡筒（3）的外翻边侧通过螺钉螺母组件安装在底板（4）上，所述半圆环（5）置于所述制件（9）的翻边内侧，将所述制件（9）下部先通过螺钉螺母组件与所述下过渡筒（3）的内翻边侧固定连接，之后将上部与所述上过渡筒（2）的内翻边侧通过螺钉螺母组件固定连接；
C：将所述盖板（1）与所述上过渡筒（2）的外翻边侧通过螺钉螺母组件固定连接，进行轴压试验，以贴应变片的方式记录所述制件（9）的受力情况。
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