CN110187135B - 大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统及方法，系统包括三层立体封闭环形机架，机架底层设为试样动态疲劳测试区，机架中层设为试样存储区，机架顶层设为试样疲劳损伤检测区，机架中间设有机械臂。方法为：通过机械臂在试样存储区夹取复合材料试样，先将复合材料试样移至试样疲劳损伤检测区内，通过区内悬臂梁反向共振疲劳试验机构对复合材料试样进行热环境下的动态疲劳耐久性试验，直至复合材料试样发生疲劳破坏，再将发生疲劳破坏的复合材料试样移至试样疲劳损伤检测区，复合材料试样先放置到试样托盘上，再移动载有复合材料试样的托盘至试样疲劳损伤检测箱内完成疲劳损伤检测，判断是否需要人工二次检测，并分别移至对应回收箱中。

Description

大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统及方法

技术领域

本发明属于复合材料疲劳测试技术领域，特别是涉及一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统及方法。

背景技术

对于纤维增强复合材料来说，其具有比强度高、比模量高、热稳定性好以及一定的阻尼减振能力，已经被广泛的应用于航空航天等诸多领域。但是，采用复合材料制造的构件，其在使用过程中，往往会由于应力和环境因素而产生损伤以至破坏，而疲劳损伤便是主要破坏形式之一。

疲劳损伤的产生、扩展与积累，会加剧复合材料构件的环境与应力腐蚀，同时也会加剧复合材料构件的老化，从而造成复合材料构件的耐环境性能严重下降，以及强度与刚度的急剧损失，会大大降低复合材料构件的使用寿命，甚至会造成灾难性后果。因此，对复合材料的疲劳性能进行研究十分必要也极为重要，其对未来复合材料的研究及制造都具有重要意义。

目前，仍然缺少相对完善的纤维增强复合材料疲劳试验系统，而且人们对于纤维增强复合材料的大批量疲劳试验研究也较少，以公告号为CN103424322A的中国专利为例，其公开了一种碳纤维复合材料承压壳体液压疲劳试验系统，以满足复杂结构碳纤维复合材料承压壳体的疲劳试验分析，但该专利缺乏对失效复合材料的筛选，也没有较为安全的保护措施，其在正确筛选复合材料是否发生疲劳破坏及安全防护方面具有一定的缺陷。

另外，公告号为CN107917844A的中国专利公开了一种条状复合材料三点、四点弯曲疲劳试验夹具，公告号为CN103942441A的中国专利公开了一种基于应力比影响的碳纤维复合材料疲劳寿命评估方法，公告号为CN108871971A的中国专利公开了一种复合材料弯曲疲劳实验中应力水平的设置方法，公告号为CN108204925A的中国专利公开了一种复合材料的疲劳寿命预测方法和系统，公告号为CN207528527U的中国专利公开了一种单向复合材料疲劳性能测试样条，上述专利虽然都涉及到了复合材料的疲劳测试，但都仅关注于复合材料的拉伸、压缩、弯曲等静态疲劳性能，而无法满足由振动载荷造成的疲劳破坏测试需求，特别是频率大于1000Hz的高频振动对复合材料造成的动态疲劳破坏。

再有，公告号为CN109100250A的中国专利公开了一种陶瓷基复合材料构件热疲劳实验装置及试验方法，公告号为CN108195706A的中国专利公开了一种陶瓷基复合材料结构体的热疲劳试验系统，公告号为CN105092191A的中国专利公开了一种直升机复合材料桨叶翼型段的疲劳试验方法，上述专利虽然也都涉及到了复合材料的疲劳测试，但都存在测试效率低下的缺点，仅仅一次试验往往就需要花费数小时甚至几天的时间才能完成，难以满足实际生产中大批量测试要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统及方法，测试全程实现了自动化控制，大幅度减少了人力的使用，有效提高了测试效率；系统采用多层立体环形结构设计方案，可有效提高空间利用率；系统的模块化程度高，通过不同模块的搭配可实现不同功能；复合材料试件通过机械臂进行夹持转运，无需人力转运，提高了测试过程中的安全性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，包括机架，所述机架采用三层立体封闭环形结构，机架底层设为试样动态疲劳测试区，机架中层设为试样存储区，机架顶层设为试样疲劳损伤检测区；在所述机架底层的试样动态疲劳测试区安装有悬臂梁反向共振疲劳试验机构，悬臂梁反向共振疲劳试验机构数量若干，若干悬臂梁反向共振疲劳试验机构沿机架周向均布设置；在所述机架中层的试样存储区安装有试样存储放料箱；在所述机架顶层的试样检测区分别设有试样托盘存储放料箱、第一全向传送带、第一单向传动带、第二全向传送带、第二单向传送带、第三全向传送带、第三单向传送带、第一试样托盘回收箱、第二试样托盘回收箱及试样疲劳损伤检测箱；所述试样托盘存储放料箱、第一全向传送带、第一单向传动带、第二全向传送带、第二单向传送带、第三全向传送带、第三单向传送带及第一试样托盘回收箱在机架顶层顺序排列，且第一试样托盘回收箱与试样托盘存储放料箱相邻；所述第二试样托盘回收箱安装在第二全向传送带出口侧，所述试样疲劳损伤检测箱跨装在第二全向传送带中部上方；在所述机架的中间位置安装有一台试样转运机械臂。

所述悬臂梁反向共振疲劳试验机构包括试验台架、龙门支架、第一悬臂梁、第二悬臂梁、悬臂梁安装架、第一振动电机、第二振动电机及热环境模拟箱；所述龙门支架固装在试验台架上部，所述第一悬臂梁一端固连在龙门支架的一根竖梁上，第一悬臂梁另一端为自由端；所述第二悬臂梁一端固连在悬臂梁安装架上，第二悬臂梁另一端为自由端，第二悬臂梁与第一悬臂梁沿一条直线分布且自由端正对，在第一悬臂梁和第二悬臂梁的自由端均设置有试样夹紧结构，复合材料试样固连在第一悬臂梁与和第二悬臂梁的自由端之间；所述悬臂梁安装架安装在试验台架上，悬臂梁安装架在试验台架上位置可调；所述第一振动电机固装在第一悬臂梁上，所述第二振动电机固装在第二悬臂梁上；所述热环境模拟箱吊装在龙门支架的横梁上，热环境模拟箱可沿龙门支架横梁直线移动；在所述第一悬臂梁下方的试验台架上安装有第一激光位移传感器，在所述第二悬臂梁下方的试验台架上安装有第二激光位移传感器，在复合材料试样下方的试验台架上安装有第三激光位移传感器，第一激光位移传感器、第二激光位移传感器及第三激光位移传感器位于同一条直线上且位置可调。

所述热环境模拟箱包括热防护箱体及红外辐射加热管，热防护箱体上部采用对开式结构，热防护箱体上部设置有若干冷却降温喷口；在所述试验台架上分别安装有抽吸两用气泵和低温二氧化碳储气罐，抽吸两用气泵的抽吸气口与低温二氧化碳储气罐的出气口通过三通阀汇接到冷却降温喷口上；所述红外辐射加热管安装在热防护箱体内侧底部；在所述热防护箱体上设置有观察窗口；所述试样夹紧结构包括压板、压紧螺栓及导向销钉，导向销钉竖直固装在第一悬臂梁/第二悬臂梁的自由端上表面，压板位于第一悬臂梁/第二悬臂梁的自由端上表面的上方，在压板上设有导向孔，所述导向销钉穿装在导向孔中；所述压紧螺栓竖直连接在压板与第一悬臂梁/第二悬臂梁之间，压紧螺栓的螺帽朝上，在压板与第一悬臂梁/第二悬臂梁之间的螺杆上套装有推力弹簧。

所述试样存储放料箱包括试样存储放料箱体、试样放料丝母推块、试样放料丝杠、试样放料电机、试样顶升弹簧及试样顶升板；所述试样放料丝杠和试样放料电机水平安装在试样存储放料箱体顶部，试样放料电机的电机轴与试样放料丝杠端部相固连；所述试样放料丝母推块的丝母端安装在试样放料丝杠上，试样放料丝母推块可沿试样放料丝杠直线移动，试样放料丝母推块的推块端位于试样存储放料箱体内；在所述试样存储放料箱体的侧壁上开设有试样放料口；所述试样顶升弹簧竖直安装在试样存储放料箱体内部箱底上，试样顶升弹簧顶端水平设置试样顶升板，复合材料试样堆叠设置在试样顶升板与试样放料丝母推块的推块端之间。

所述试样托盘存储放料箱包括试样托盘存储放料箱体、托盘放料丝母推块、托盘放料丝杠、托盘放料电机、托盘支撑弹簧、托盘承放板、承放板导向柱、承放板升降驱动带、承放板升降主动带轮、承放板升降从动带轮及承放板升降驱动电机；所述托盘放料丝杠和托盘放料电机水平安装在试样托盘存储放料箱体顶部，托盘放料电机的电机轴与托盘放料丝杠端部相固连；所述托盘放料丝母推块的丝母端安装在托盘放料丝杠上，托盘放料丝母推块可沿托盘放料丝杠直线移动，托盘放料丝母推块的推块端位于试样托盘存储放料箱体内；在所述试样托盘存储放料箱体的侧壁上开设有托盘放料口；所述托盘支撑弹簧竖直安装在试样托盘存储放料箱体内部箱底上，托盘支撑弹簧顶端水平设置托盘承放板，试样托盘堆叠设置在托盘承放板上；所述承放板导向柱竖直固装在试样托盘存储放料箱体内部，在托盘承放板上开设有导向孔，承放板导向柱穿装在导向孔中；所述承放板升降主动带轮和承放板升降从动带轮沿竖直方向安装在试样托盘存储放料箱体的侧壁上，所述承放板升降驱动带一端固连在托盘承放板上，承放板升降驱动带另一端依次绕过承放板升降主动带轮和承放板升降从动带轮固连在托盘承放板上；所述承放板升降驱动电机安装在试样托盘存储放料箱体外部，承放板升降主动带轮固装在承放板升降驱动电机的电机轴上。

所述第一全向传送带、第二全向传送带及第三全向传送带结构相同，均由若干全向轮模块组成，若干全向轮模块沿直线分布；所述全向轮模块包括全向滚轮、滚轮驱动电机及滚轮轮架；所述滚轮轮架采用正六边形结构，每个滚轮轮架上均设置有三个全向滚轮，三个全向滚轮呈周向均匀分布，且三个全向滚轮之间彼此相差120°相位角，每一个全向滚轮均配置有一台滚轮驱动电机。

所述第一试样托盘回收箱和第二试样托盘回收箱结构相同，均包括试样托盘回收箱体、托盘回收板、回收板导向柱、回收板升降驱动带、回收板升降主动带轮、回收板升降从动带轮、回收板升降驱动电机、托盘移除推板、托盘移除丝杠、托盘移除电机；所述回收板导向柱竖直固连在试样托盘回收箱体内部，托盘回收板上开设有导向孔，回收板导向柱穿装在导向孔中；所述回收板升降主动带轮和回收板升降从动带轮沿竖直方向安装在试样托盘回收箱体的侧壁上，所述回收板升降驱动带一端固连在托盘回收板上，回收板升降驱动带另一端依次绕过回收板升降主动带轮和回收板升降从动带轮固连在托盘回收板上；所述回收板升降驱动电机安装在试样托盘回收箱体外部，回收板升降主动带轮固装在回收板升降驱动电机的电机轴上；所述托盘移除丝杠安装在托盘回收板内部，在所述托盘移除推板上开设有螺纹孔，托盘移除丝杠穿装在托盘移除推板的螺纹孔中，托盘移除推板可沿托盘移除丝杠直线移动；所述托盘移除电机安装在托盘回收板上，托盘移除电机的电机轴与托盘移除丝杠的端部相固连；在所述试样托盘回收箱体上开设有托盘回收口。

所述试样疲劳损伤检测箱包括试样疲劳损伤检测箱体、电子显微镜和相机，电子显微镜和相机均安装在试样疲劳损伤检测箱体内部顶端，通过电子显微镜对复合材料试样的表面结构变化情况进行检测，通过相机对复合材料试样的变化情况进行记录；所述相机位于复合材料试样运动方向的前部，所述电子显微镜位于复合材料试样运动方向的后部。

所述试样转运机械臂包括机械臂底座、回转台、立柱、丝母滑块、导向滑轨、机械臂升降调整丝杠、机械臂升降驱动电机、大臂、肘关节块、小臂、腕关节块、手掌及多功能手爪；所述机械臂底座固定在地面上，回转台安装在机械臂底座上，立柱竖直固装在回转台上，立柱在回转台上具有回转自由度；所述机械臂升降调整丝杠竖直安装在立柱上，机械臂升降驱动电机安装在立柱顶端，机械臂升降驱动电机的电机轴与机械臂升降调整丝杠顶端相固连；所述导向滑轨竖直固装在立柱上，导向滑轨与机械臂升降调整丝杠相平行，丝母滑块套装在机械臂升降调整丝杠上，且丝母滑块与导向滑轨滑动连接，丝母滑块可沿导向滑轨直线移动；所述大臂采用平行双臂结构，大臂一端铰接在丝母滑块上，肘关节块铰接在大臂另一端，在大臂的平行双臂之间连接有大臂调整气缸；所述小臂采用平行双臂结构，小臂一端铰接在肘关节块上，腕关节块铰接在小臂另一端，在小臂的平行双臂之间连接有小臂调整气缸；所述手掌安装在腕关节块上，手掌采用电动回转结构；所述多功能手爪安装在手掌上，多功能手爪包括手爪基架、电动开合式手指、扳手及扳手驱动电机，手爪基架连接在手掌上，电动开合式手指设置在手爪基架上，所述扳手驱动电机固装在电动开合式手指下方的手爪基架上，扳手同轴固连在扳手驱动电机的电机轴上。

一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验方法，采用了所述的大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，包括如下步骤：

步骤一：将复合材料试样分类放置到不同的试样存储放料箱内，并设定好每个试样存储放料箱内复合材料试样的数量；

步骤二：启动试样存储放料箱的试样放料电机，直到将一个复合材料试样从试样放料口推出；

步骤三：启动试样转运机械臂，利用电动开合式手指将已经推出试样放料口的复合材料试样夹取，并转移到悬臂梁反向共振疲劳试验机构的第一悬臂梁和第二悬臂梁的自由端之间；

步骤四：松开电动开合式手指，解除对复合材料试样的夹持，并将扳手套在压紧螺栓的螺帽上，启动扳手驱动电机，以对压紧螺栓进行旋拧，直到压板将复合材料试样完全压紧，然后移走试样转运机械臂；

步骤五：移动热环境模拟箱，直到复合材料试样处于热防护箱体内，然后启动红外辐射加热管，以进行热环境模拟，再在热环境下启动第一振动电机和第二振动电机，以对复合材料试样进行疲劳耐久性试验；

步骤六：利用第一激光位移传感器检测第一悬臂梁的振动变形量，利用第二激光位移传感器检测第二悬臂梁的振动变形量，利用第三激光位移传感器检测复合材料试样的振动变形量，并将所有振动变形量数据进行统一采集和存储；

步骤七：当疲劳耐久性试验达到设定的结束标准后，或是振动变形量的时域波形图发生突变时，则判断复合材料试样已经发生疲劳破坏，此时停止第一振动电机和第二振动电机；

步骤八，当第一振动电机和第二振动电机停止后，开始对复合材料试样进行降温，降温结束后，再将热环境模拟箱移动回初始位置；

步骤九：再次启动试样转运机械臂，并移回将试样转运机械臂，直到扳手套在压紧螺栓的螺帽上，反向启动扳手驱动电机，以对压紧螺栓进行反向旋拧，直到压板完全脱离对复合材料试样的压紧；

步骤十：抬离扳手，利用电动开合式手指将脱离压紧状态的复合材料试样重新夹取，同时启动试样托盘存储放料箱，直到将一个试样托盘从托盘放料口推出至第一全向传送带上，并将夹取的复合材料试样移至试样托盘上；

步骤十一：启动第一全向传送带，通过第一全向传送带将放置有复合材料试样的试样托盘转移到第一单向传动带，再通过第一单向传动带将放置有复合材料试样的试样托盘转移到第二全向传送带上，然后启动第二全向传送带，并将放置有复合材料试样的试样托盘移动到试样疲劳损伤检测箱内；

步骤十二：复合材料试样在试样疲劳损伤检测箱内完成疲劳损伤检测，然后根据疲劳损伤检测结构判断是否需要人工进行二次检测，若需要进行人工二次检测时，再次启动第二全向传送带，并将放置有复合材料试样的试样托盘通过托盘回收口送入第二试样托盘回收箱中；若不需要进行人工二次检测时，也再次启动第二全向传送带，并依次通过第二单向传送带、第三全向传送带及第三单向传送带将放置有复合材料试样的试样托盘送入第一试样托盘回收箱；

步骤十三：当第一试样托盘回收箱满载后，且试样托盘存储放料箱空载后，先将第一试样托盘回收箱内的试样托盘中收集的复合材料试样废料清除，然后统一将第一试样托盘回收箱中的试样托盘推入试样托盘存储放料箱中，实现试样托盘的循环利用。

本发明的有益效果：

本发明的大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统及方法，测试全程实现了自动化控制，大幅度减少了人力的使用，有效提高了测试效率；系统采用多层立体环形结构设计方案，可有效提高空间利用率；系统的模块化程度高，通过不同模块的搭配可实现不同功能；复合材料试件通过机械臂进行夹持转运，无需人力转运，提高了测试过程中的安全性。

附图说明

图1为本发明的一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统的结构示意图；

图2为本发明的悬臂梁反向共振疲劳试验机构的结构示意图；

图3为本发明的热环境模拟箱的结构示意图；

图4为本发明的第一/第二悬臂梁的试样夹紧结构的结构示意图；

图5为本发明的试样存储放料箱的立体图；

图6为本发明的试样存储放料箱的左视图；

图7为本发明的试样托盘存储放料箱的立体图；

图8为本发明的试样托盘存储放料箱的右视图；

图9为本发明的第一/第二/第三全向传送带的全向轮模块的结构示意图；

图10为本发明的第一/第二试样托盘回收箱的立体图；

图11为本发明的第一/第二试样托盘回收箱的右视图；

图12为本发明的试样转运机械臂的结构示意图；

图13为本发明的多功能手爪的结构示意图；

图中，1—机架，2—悬臂梁反向共振疲劳试验机构，3—试样存储放料箱，4—试样托盘存储放料箱，5—第一全向传送带，6—第一单向传动带，7—第二全向传送带，8—第二单向传送带，9—第三全向传送带，10—第三单向传送带，11—第一试样托盘回收箱，12—第二试样托盘回收箱，13—试样疲劳损伤检测箱，14—试样转运机械臂，15—试验台架，16—龙门支架，17—第一悬臂梁，18—第二悬臂梁，19—悬臂梁安装架，20—第一振动电机，21—第二振动电机，22—热环境模拟箱，23—试样夹紧结构，24—复合材料试样，25—第一激光位移传感器，26—第二激光位移传感器，27—第三激光位移传感器，28—热防护箱体，29—冷却降温喷口，30—抽吸两用气泵，31—低温二氧化碳储气罐，32—观察窗口，33—压板，34—压紧螺栓，35—导向销钉，36—推力弹簧，37—试样存储放料箱体，38—试样放料丝母推块，39—试样放料丝杠，40—试样放料电机，41—试样顶升弹簧，42—试样顶升板，43—试样放料口，44—试样托盘存储放料箱体，45—托盘放料丝母推块，46—托盘放料丝杠，47—托盘放料电机，48—托盘支撑弹簧，49—托盘承放板，50—承放板导向柱，51—承放板升降驱动带，52—承放板升降驱动电机，53—托盘放料口，54—试样托盘，55—全向滚轮，56—滚轮驱动电机，57—滚轮轮架，58—试样托盘回收箱体，59—托盘回收板，60—回收板导向柱，61—回收板升降驱动带，62—回收板升降驱动电机，63—托盘移除推板，64—托盘移除丝杠，65—托盘移除电机，66—托盘回收口，67—机械臂底座，68—回转台，69—立柱，70—丝母滑块，71—导向滑轨，72—机械臂升降调整丝杠，73—机械臂升降驱动电机，74—大臂，75—肘关节块，76—小臂，77—腕关节块，78—手掌，79—多功能手爪，80—大臂调整气缸，81—小臂调整气缸，82—手爪基架，83—电动开合式手指，84—扳手，85—扳手驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～13所示，一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，包括机架1，所述机架1采用三层立体封闭环形结构，机架1底层设为试样动态疲劳测试区，机架1中层设为试样存储区，机架1顶层设为试样疲劳损伤检测区；在所述机架1底层的试样动态疲劳测试区安装有悬臂梁反向共振疲劳试验机构2，悬臂梁反向共振疲劳试验机构2数量若干，若干悬臂梁反向共振疲劳试验机构2沿机架1周向均布设置；在所述机架1中层的试样存储区安装有试样存储放料箱3；在所述机架1顶层的试样检测区分别设有试样托盘存储放料箱4、第一全向传送带5、第一单向传动带6、第二全向传送带7、第二单向传送带8、第三全向传送带9、第三单向传送带10、第一试样托盘回收箱11、第二试样托盘回收箱12及试样疲劳损伤检测箱13；所述试样托盘存储放料箱4、第一全向传送带5、第一单向传动带6、第二全向传送带7、第二单向传送带8、第三全向传送带9、第三单向传送带10及第一试样托盘回收箱11在机架1顶层顺序排列，且第一试样托盘回收箱11与试样托盘存储放料箱4相邻；所述第二试样托盘回收箱12安装在第二全向传送带7出口侧，所述试样疲劳损伤检测箱13跨装在第二全向传送带7中部上方；在所述机架1的中间位置安装有一台试样转运机械臂14。

所述悬臂梁反向共振疲劳试验机构2包括试验台架15、龙门支架16、第一悬臂梁17、第二悬臂梁18、悬臂梁安装架19、第一振动电机20、第二振动电机21及热环境模拟箱22；所述龙门支架16固装在试验台架15上部，所述第一悬臂梁17一端固连在龙门支架16的一根竖梁上，第一悬臂梁17另一端为自由端；所述第二悬臂梁18一端固连在悬臂梁安装架19上，第二悬臂梁18另一端为自由端，第二悬臂梁18与第一悬臂梁17沿一条直线分布且自由端正对，在第一悬臂梁17和第二悬臂梁18的自由端均设置有试样夹紧结构23，复合材料试样24固连在第一悬臂梁17与和第二悬臂梁18的自由端之间；所述悬臂梁安装架19安装在试验台架15上，悬臂梁安装架19在试验台架15上位置可调；所述第一振动电机20固装在第一悬臂梁17上，所述第二振动电机21固装在第二悬臂梁18上；所述热环境模拟箱22吊装在龙门支架16的横梁上，热环境模拟箱22可沿龙门支架16横梁直线移动；在所述第一悬臂梁17下方的试验台架15上安装有第一激光位移传感器25，在所述第二悬臂梁18下方的试验台架15上安装有第二激光位移传感器26，在复合材料试样24下方的试验台架15上安装有第三激光位移传感器27，第一激光位移传感器25、第二激光位移传感器26及第三激光位移传感器27位于同一条直线上且位置可调。

所述热环境模拟箱22包括热防护箱体28及红外辐射加热管，热防护箱体28上部采用对开式结构，热防护箱体28上部设置有若干冷却降温喷口29；在所述试验台架15上分别安装有抽吸两用气泵30和低温二氧化碳储气罐31，抽吸两用气泵30的抽吸气口与低温二氧化碳储气罐31的出气口通过三通阀汇接到冷却降温喷口29上；所述红外辐射加热管安装在热防护箱体28内侧底部；在所述热防护箱体28上设置有观察窗口32；所述试样夹紧结构23包括压板33、压紧螺栓34及导向销钉35，导向销钉35竖直固装在第一悬臂梁17/第二悬臂梁18的自由端上表面，压板33位于第一悬臂梁17/第二悬臂梁18的自由端上表面的上方，在压板33上设有导向孔，所述导向销钉35穿装在导向孔中；所述压紧螺栓34竖直连接在压板33与第一悬臂梁17/第二悬臂梁18之间，压紧螺栓34的螺帽朝上，在压板33与第一悬臂梁17/第二悬臂梁18之间的螺杆上套装有推力弹簧36。

复合材料试样24在热环境中可能会产生化学反应，同时释放出恶臭气体，此时可以启动气泵30执行抽气，以快速将恶臭气体排出实验室。当复合材料试样24所处的热环境温度过高时，为了避免复合材料试样24因高温起火，可以同步启动和气泵30和低温二氧化碳储气罐31，利用低温二氧化对复合材料试样24进行降温。当需要调整复合材料试样24所处的热环境温度时，可以仅启动气泵30执行喷气，利用喷射的压缩空气对温度进行调节。

所述试样存储放料箱3包括试样存储放料箱体37、试样放料丝母推块38、试样放料丝杠39、试样放料电机40、试样顶升弹簧41及试样顶升板42；所述试样放料丝杠39和试样放料电机40水平安装在试样存储放料箱体37顶部，试样放料电机40的电机轴与试样放料丝杠39端部相固连；所述试样放料丝母推块38的丝母端安装在试样放料丝杠39上，试样放料丝母推块38可沿试样放料丝杠39直线移动，试样放料丝母推块38的推块端位于试样存储放料箱体37内；在所述试样存储放料箱体37的侧壁上开设有试样放料口43；所述试样顶升弹簧41竖直安装在试样存储放料箱体37内部箱底上，试样顶升弹簧41顶端水平设置试样顶升板42，复合材料试样24堆叠设置在试样顶升板42与试样放料丝母推块38的推块端之间。

当试样存储放料箱3需要进行试样放料时，首先启动试样放料电机40，带动试样放料丝杠39转动，进而带动试样放料丝母推块38直线移动，并通过试样放料丝母推块38的推块端将箱内最顶层的一张复合材料试样24从试样放料口43推出，直到试样转运机械臂14将推出的复合材料试样24取走，此时将试样放料丝母推块38恢复到原位，而箱内堆叠状态的复合材料试样24会在试样顶升弹簧41作用下自动上升一个高度，为下一次试样放料做准备。

所述试样托盘存储放料箱4包括试样托盘存储放料箱体44、托盘放料丝母推块45、托盘放料丝杠46、托盘放料电机47、托盘支撑弹簧48、托盘承放板49、承放板导向柱50、承放板升降驱动带51、承放板升降主动带轮、承放板升降从动带轮及承放板升降驱动电机52；所述托盘放料丝杠46和托盘放料电机47水平安装在试样托盘存储放料箱体44顶部，托盘放料电机47的电机轴与托盘放料丝杠46端部相固连；所述托盘放料丝母推块45的丝母端安装在托盘放料丝杠46上，托盘放料丝母推块45可沿托盘放料丝杠46直线移动，托盘放料丝母推块45的推块端位于试样托盘存储放料箱体44内；在所述试样托盘存储放料箱体44的侧壁上开设有托盘放料口53；所述托盘支撑弹簧48竖直安装在试样托盘存储放料箱体44内部箱底上，托盘支撑弹簧48顶端水平设置托盘承放板49，试样托盘54堆叠设置在托盘承放板49上；所述承放板导向柱50竖直固装在试样托盘存储放料箱体44内部，在托盘承放板49上开设有导向孔，承放板导向柱50穿装在导向孔中；所述承放板升降主动带轮和承放板升降从动带轮沿竖直方向安装在试样托盘存储放料箱体44的侧壁上，所述承放板升降驱动带51一端固连在托盘承放板49上，承放板升降驱动带51另一端依次绕过承放板升降主动带轮和承放板升降从动带轮固连在托盘承放板49上；所述承放板升降驱动电机52安装在试样托盘存储放料箱体44外部，承放板升降主动带轮固装在承放板升降驱动电机52的电机轴上。

当试样托盘存储放料箱4需要进行托盘放料时，首先启动托盘放料电机47，带动托盘放料丝杠46转动，进而带动托盘放料丝母推块45直线移动，并通过托盘放料丝母推块45的推块端将箱内最顶层的试样托盘54从托盘放料口53推出，此时启动承放板升降驱动电机52，通过带轮和驱动带的传动，使托盘承放板49上升一个高度，托盘支撑弹簧48自适应伸长，为下一次托盘放料做准备。

所述第一全向传送带5、第二全向传送带7及第三全向传送带9结构相同，均由若干全向轮模块组成，若干全向轮模块沿直线分布；所述全向轮模块包括全向滚轮55、滚轮驱动电机56及滚轮轮架57；所述滚轮轮架57采用正六边形结构，每个滚轮轮架57上均设置有三个全向滚轮55，三个全向滚轮55呈周向均匀分布，且三个全向滚轮55之间彼此相差120°相位角，每一个全向滚轮55均配置有一台滚轮驱动电机56。

所述第一试样托盘回收箱11和第二试样托盘回收箱12结构相同，均包括试样托盘回收箱体58、托盘回收板59、回收板导向柱60、回收板升降驱动带61、回收板升降主动带轮、回收板升降从动带轮、回收板升降驱动电机62、托盘移除推板63、托盘移除丝杠64、托盘移除电机65；所述回收板导向柱60竖直固连在试样托盘回收箱体58内部，托盘回收板59上开设有导向孔，回收板导向柱50穿装在导向孔中；所述回收板升降主动带轮和回收板升降从动带轮沿竖直方向安装在试样托盘回收箱体58的侧壁上，所述回收板升降驱动带61一端固连在托盘回收板59上，回收板升降驱动带61另一端依次绕过回收板升降主动带轮和回收板升降从动带轮固连在托盘回收板59上；所述回收板升降驱动电机62安装在试样托盘回收箱体58外部，回收板升降主动带轮固装在回收板升降驱动电机62的电机轴上；所述托盘移除丝杠64安装在托盘回收板59内部，在所述托盘移除推板63上开设有螺纹孔，托盘移除丝杠64穿装在托盘移除推板63的螺纹孔中，托盘移除推板63可沿托盘移除丝杠64直线移动；所述托盘移除电机65安装在托盘回收板59上，托盘移除电机65的电机轴与托盘移除丝杠64的端部相固连；在所述试样托盘回收箱体58上开设有托盘回收口66。

当需要对试样托盘54进行回收时，试样托盘54会通过托盘回收口66进入试样托盘回收箱体58内，并直接落在托盘回收板59上，每回收一个试样托盘54，托盘回收板59下降一个高度，具体通过回收板升降驱动电机62带动带轮和驱动带运动，用以调整托盘回收板59的高度；当托盘回收板59堆叠一定数量的试样托盘54后，可以将托盘回收板59上的试样托盘54推入试样托盘存储放料箱4中的托盘承放板49中，并保证托盘回收板59与托盘承放板49处于同一高度，此时启动托盘移除电机65，带动托盘移除丝杠64转动，进而带动托盘移除推板63直线移动，直到试样托盘54被推入试样托盘存储放料箱4中。

所述试样疲劳损伤检测箱13包括试样疲劳损伤检测箱体、电子显微镜和相机，电子显微镜和相机均安装在试样疲劳损伤检测箱体内部顶端，通过电子显微镜对复合材料试样24的表面结构变化情况进行检测，通过相机对复合材料试样24的变化情况进行记录；所述相机位于复合材料试样24运动方向的前部，所述电子显微镜位于复合材料试样24运动方向的后部。

所述试样转运机械臂14包括机械臂底座67、回转台68、立柱69、丝母滑块70、导向滑轨71、机械臂升降调整丝杠72、机械臂升降驱动电机73、大臂74、肘关节块75、小臂76、腕关节块77、手掌78及多功能手爪79；所述机械臂底座67固定在地面上，回转台68安装在机械臂底座67上，立柱69竖直固装在回转台68上，立柱69在回转台68上具有回转自由度；所述机械臂升降调整丝杠72竖直安装在立柱69上，机械臂升降驱动电机73安装在立柱69顶端，机械臂升降驱动电机73的电机轴与机械臂升降调整丝杠72顶端相固连；所述导向滑轨71竖直固装在立柱69上，导向滑轨71与机械臂升降调整丝杠72相平行，丝母滑块70套装在机械臂升降调整丝杠72上，且丝母滑块70与导向滑轨71滑动连接，丝母滑块70可沿导向滑轨71直线移动；所述大臂74采用平行双臂结构，大臂74一端铰接在丝母滑块70上，肘关节块75铰接在大臂74另一端，在大臂74的平行双臂之间连接有大臂调整气缸80；所述小臂76采用平行双臂结构，小臂76一端铰接在肘关节块75上，腕关节块77铰接在小臂76另一端，在小臂76的平行双臂之间连接有小臂调整气缸81；所述手掌78安装在腕关节块77上，手掌78采用电动回转结构；所述多功能手爪79安装在手掌78上，多功能手爪79包括手爪基架82、电动开合式手指83、扳手84及扳手驱动电机85，手爪基架82连接在手掌78上，电动开合式手指83设置在手爪基架82上，所述扳手驱动电机84固装在电动开合式手指82下方的手爪基架82上，扳手84同轴固连在扳手驱动电机84的电机轴上。

本实施例中，试样存储区的机架1采用六边形结构，六边形的机架1下方均布有六组悬臂梁反向共振疲劳试验机构2，在六边形的机架1上部均布有六组试样存储放料箱3；试样疲劳损伤检测区的机架1采用矩形结构。

一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验方法，采用了所述的大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，包括如下步骤：

步骤一：将复合材料试样24分类放置到不同的试样存储放料箱3内，并设定好每个试样存储放料箱3内复合材料试样24的数量；

步骤二：启动试样存储放料箱3的试样放料电机40，直到将一个复合材料试样24从试样放料口43推出；

步骤三：启动试样转运机械臂14，利用电动开合式手指83将已经推出试样放料口43的复合材料试样24夹取，并转移到悬臂梁反向共振疲劳试验机构2的第一悬臂梁17和第二悬臂梁18的自由端之间；

步骤四：松开电动开合式手指83，解除对复合材料试样24的夹持，并将扳手84套在压紧螺栓34的螺帽上，启动扳手驱动电机85，以对压紧螺栓34进行旋拧，直到压板33将复合材料试样24完全压紧，然后移走试样转运机械臂14；

步骤五：移动热环境模拟箱22，直到复合材料试样24处于热防护箱体28内，然后启动红外辐射加热管，以进行热环境模拟，再在热环境下启动第一振动电机20和第二振动电机21，以对复合材料试样24进行疲劳耐久性试验；本实施例中，第一振动电机20和第二振动电机21之间的振幅相差半个周期，即第一振动电机20和第二振动电机21上的偏心块之间具有180°的相位差；

步骤六：利用第一激光位移传感器25检测第一悬臂梁17的振动变形量，利用第二激光位移传感器26检测第二悬臂梁18的振动变形量，利用第三激光位移传感器27检测复合材料试样24的振动变形量，并将所有振动变形量数据进行统一采集和存储；

步骤七：当疲劳耐久性试验达到设定的结束标准后，或是振动变形量的时域波形图发生突变时，则判断复合材料试样24已经发生疲劳破坏，此时停止第一振动电机20和第二振动电机21；

步骤八，当第一振动电机20和第二振动电机21停止后，开始对复合材料试样24进行降温，降温结束后，再将热环境模拟箱22移动回初始位置；

步骤九：再次启动试样转运机械臂14，并移回将试样转运机械臂14，直到扳手84套在压紧螺栓34的螺帽上，反向启动扳手驱动电机85，以对压紧螺栓34进行反向旋拧，直到压板33完全脱离对复合材料试样24的压紧；

步骤十：抬离扳手84，利用电动开合式手指83将脱离压紧状态的复合材料试样24重新夹取，同时启动试样托盘存储放料箱4，直到将一个试样托盘54从托盘放料口53推出至第一全向传送带5上，并将夹取的复合材料试样24移至试样托盘54上；

步骤十一：启动第一全向传送带5，通过第一全向传送带5将放置有复合材料试样24的试样托盘54转移到第一单向传动带6，再通过第一单向传动带6将放置有复合材料试样24的试样托盘54转移到第二全向传送带7上，然后启动第二全向传送带7，并将放置有复合材料试样24的试样托盘54移动到试样疲劳损伤检测箱13内；

步骤十二：复合材料试样24在试样疲劳损伤检测箱13内完成疲劳损伤检测，然后根据疲劳损伤检测结构判断是否需要人工进行二次检测，若需要进行人工二次检测时，再次启动第二全向传送带7，并将放置有复合材料试样24的试样托盘54通过托盘回收口66送入第二试样托盘回收箱12中；若不需要进行人工二次检测时，也再次启动第二全向传送带7，并依次通过第二单向传送带8、第三全向传送带9及第三单向传送带10将放置有复合材料试样24的试样托盘54送入第一试样托盘回收箱11；

步骤十三：当第一试样托盘回收箱11满载后，且试样托盘存储放料箱4空载后，先将第一试样托盘回收箱11内的试样托盘54中收集的复合材料试样24废料清除，然后统一将第一试样托盘回收箱11中的试样托盘54推入试样托盘存储放料箱4中，实现试样托盘54的循环利用。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (7)

1.一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，其特征在于：包括机架，所述机架采用三层立体封闭环形结构，机架底层设为试样动态疲劳测试区，机架中层设为试样存储区，机架顶层设为试样疲劳损伤检测区；在所述机架底层的试样动态疲劳测试区安装有悬臂梁反向共振疲劳试验机构，悬臂梁反向共振疲劳试验机构数量若干，若干悬臂梁反向共振疲劳试验机构沿机架周向均布设置；在所述机架中层的试样存储区安装有试样存储放料箱；在所述机架顶层的试样检测区分别设有试样托盘存储放料箱、第一全向传送带、第一单向传动带、第二全向传送带、第二单向传送带、第三全向传送带、第三单向传送带、第一试样托盘回收箱、第二试样托盘回收箱及试样疲劳损伤检测箱；所述试样托盘存储放料箱、第一全向传送带、第一单向传动带、第二全向传送带、第二单向传送带、第三全向传送带、第三单向传送带及第一试样托盘回收箱在机架顶层顺序排列，且第一试样托盘回收箱与试样托盘存储放料箱相邻；所述第二试样托盘回收箱安装在第二全向传送带出口侧，所述试样疲劳损伤检测箱跨装在第二全向传送带中部上方；在所述机架的中间位置安装有一台试样转运机械臂；

所述悬臂梁反向共振疲劳试验机构包括试验台架、龙门支架、第一悬臂梁、第二悬臂梁、悬臂梁安装架、第一振动电机、第二振动电机及热环境模拟箱；所述龙门支架固装在试验台架上部，所述第一悬臂梁一端固连在龙门支架的一根竖梁上，第一悬臂梁另一端为自由端；所述第二悬臂梁一端固连在悬臂梁安装架上，第二悬臂梁另一端为自由端，第二悬臂梁与第一悬臂梁沿一条直线分布且自由端正对，在第一悬臂梁和第二悬臂梁的自由端均设置有试样夹紧结构，复合材料试样固连在第一悬臂梁与和第二悬臂梁的自由端之间；所述悬臂梁安装架安装在试验台架上，悬臂梁安装架在试验台架上位置可调；所述第一振动电机固装在第一悬臂梁上，所述第二振动电机固装在第二悬臂梁上；所述热环境模拟箱吊装在龙门支架的横梁上，热环境模拟箱可沿龙门支架横梁直线移动；在所述第一悬臂梁下方的试验台架上安装有第一激光位移传感器，在所述第二悬臂梁下方的试验台架上安装有第二激光位移传感器，在复合材料试样下方的试验台架上安装有第三激光位移传感器，第一激光位移传感器、第二激光位移传感器及第三激光位移传感器位于同一条直线上且位置可调；

所述热环境模拟箱包括热防护箱体及红外辐射加热管，热防护箱体上部采用对开式结构，热防护箱体上部设置有若干冷却降温喷口；在所述试验台架上分别安装有抽吸两用气泵和低温二氧化碳储气罐，抽吸两用气泵的抽吸气口与低温二氧化碳储气罐的出气口通过三通阀汇接到冷却降温喷口上；所述红外辐射加热管安装在热防护箱体内侧底部；在所述热防护箱体上设置有观察窗口；所述试样夹紧结构包括压板、压紧螺栓及导向销钉，导向销钉竖直固装在第一悬臂梁/第二悬臂梁的自由端上表面，压板位于第一悬臂梁/第二悬臂梁的自由端上表面的上方，在压板上设有导向孔，所述导向销钉穿装在导向孔中；所述压紧螺栓竖直连接在压板与第一悬臂梁/第二悬臂梁之间，压紧螺栓的螺帽朝上，在压板与第一悬臂梁/第二悬臂梁之间的螺杆上套装有推力弹簧；

所述第一全向传送带、第二全向传送带及第三全向传送带结构相同，均由若干全向轮模块组成，若干全向轮模块沿直线分布；所述全向轮模块包括全向滚轮、滚轮驱动电机及滚轮轮架；所述滚轮轮架采用正六边形结构，每个滚轮轮架上均设置有三个全向滚轮，三个全向滚轮呈周向均匀分布，且三个全向滚轮之间彼此相差120°相位角，每一个全向滚轮均配置有一台滚轮驱动电机。

2.根据权利要求1所述的一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，其特征在于：所述试样存储放料箱包括试样存储放料箱体、试样放料丝母推块、试样放料丝杠、试样放料电机、试样顶升弹簧及试样顶升板；所述试样放料丝杠和试样放料电机水平安装在试样存储放料箱体顶部，试样放料电机的电机轴与试样放料丝杠端部相固连；所述试样放料丝母推块的丝母端安装在试样放料丝杠上，试样放料丝母推块可沿试样放料丝杠直线移动，试样放料丝母推块的推块端位于试样存储放料箱体内；在所述试样存储放料箱体的侧壁上开设有试样放料口；所述试样顶升弹簧竖直安装在试样存储放料箱体内部箱底上，试样顶升弹簧顶端水平设置试样顶升板，复合材料试样堆叠设置在试样顶升板与试样放料丝母推块的推块端之间。

3.根据权利要求1所述的一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，其特征在于：所述试样托盘存储放料箱包括试样托盘存储放料箱体、托盘放料丝母推块、托盘放料丝杠、托盘放料电机、托盘支撑弹簧、托盘承放板、承放板导向柱、承放板升降驱动带、承放板升降主动带轮、承放板升降从动带轮及承放板升降驱动电机；所述托盘放料丝杠和托盘放料电机水平安装在试样托盘存储放料箱体顶部，托盘放料电机的电机轴与托盘放料丝杠端部相固连；所述托盘放料丝母推块的丝母端安装在托盘放料丝杠上，托盘放料丝母推块可沿托盘放料丝杠直线移动，托盘放料丝母推块的推块端位于试样托盘存储放料箱体内；在所述试样托盘存储放料箱体的侧壁上开设有托盘放料口；所述托盘支撑弹簧竖直安装在试样托盘存储放料箱体内部箱底上，托盘支撑弹簧顶端水平设置托盘承放板，试样托盘堆叠设置在托盘承放板上；所述承放板导向柱竖直固装在试样托盘存储放料箱体内部，在托盘承放板上开设有导向孔，承放板导向柱穿装在导向孔中；所述承放板升降主动带轮和承放板升降从动带轮沿竖直方向安装在试样托盘存储放料箱体的侧壁上，所述承放板升降驱动带一端固连在托盘承放板上，承放板升降驱动带另一端依次绕过承放板升降主动带轮和承放板升降从动带轮固连在托盘承放板上；所述承放板升降驱动电机安装在试样托盘存储放料箱体外部，承放板升降主动带轮固装在承放板升降驱动电机的电机轴上。

4.根据权利要求1所述的一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，其特征在于：所述第一试样托盘回收箱和第二试样托盘回收箱结构相同，均包括试样托盘回收箱体、托盘回收板、回收板导向柱、回收板升降驱动带、回收板升降主动带轮、回收板升降从动带轮、回收板升降驱动电机、托盘移除推板、托盘移除丝杠、托盘移除电机；所述回收板导向柱竖直固连在试样托盘回收箱体内部，托盘回收板上开设有导向孔，回收板导向柱穿装在导向孔中；所述回收板升降主动带轮和回收板升降从动带轮沿竖直方向安装在试样托盘回收箱体的侧壁上，所述回收板升降驱动带一端固连在托盘回收板上，回收板升降驱动带另一端依次绕过回收板升降主动带轮和回收板升降从动带轮固连在托盘回收板上；所述回收板升降驱动电机安装在试样托盘回收箱体外部，回收板升降主动带轮固装在回收板升降驱动电机的电机轴上；所述托盘移除丝杠安装在托盘回收板内部，在所述托盘移除推板上开设有螺纹孔，托盘移除丝杠穿装在托盘移除推板的螺纹孔中，托盘移除推板可沿托盘移除丝杠直线移动；所述托盘移除电机安装在托盘回收板上，托盘移除电机的电机轴与托盘移除丝杠的端部相固连；在所述试样托盘回收箱体上开设有托盘回收口。

5.根据权利要求1所述的一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，其特征在于：所述试样疲劳损伤检测箱包括试样疲劳损伤检测箱体、电子显微镜和相机，电子显微镜和相机均安装在试样疲劳损伤检测箱体内部顶端，通过电子显微镜对复合材料试样的表面结构变化情况进行检测，通过相机对复合材料试样的变化情况进行记录；所述相机位于复合材料试样运动方向的前部，所述电子显微镜位于复合材料试样运动方向的后部。

6.根据权利要求1所述的一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，其特征在于：所述试样转运机械臂包括机械臂底座、回转台、立柱、丝母滑块、导向滑轨、机械臂升降调整丝杠、机械臂升降驱动电机、大臂、肘关节块、小臂、腕关节块、手掌及多功能手爪；所述机械臂底座固定在地面上，回转台安装在机械臂底座上，立柱竖直固装在回转台上，立柱在回转台上具有回转自由度；所述机械臂升降调整丝杠竖直安装在立柱上，机械臂升降驱动电机安装在立柱顶端，机械臂升降驱动电机的电机轴与机械臂升降调整丝杠顶端相固连；所述导向滑轨竖直固装在立柱上，导向滑轨与机械臂升降调整丝杠相平行，丝母滑块套装在机械臂升降调整丝杠上，且丝母滑块与导向滑轨滑动连接，丝母滑块可沿导向滑轨直线移动；所述大臂采用平行双臂结构，大臂一端铰接在丝母滑块上，肘关节块铰接在大臂另一端，在大臂的平行双臂之间连接有大臂调整气缸；所述小臂采用平行双臂结构，小臂一端铰接在肘关节块上，腕关节块铰接在小臂另一端，在小臂的平行双臂之间连接有小臂调整气缸；所述手掌安装在腕关节块上，手掌采用电动回转结构；所述多功能手爪安装在手掌上，多功能手爪包括手爪基架、电动开合式手指、扳手及扳手驱动电机，手爪基架连接在手掌上，电动开合式手指设置在手爪基架上，所述扳手驱动电机固装在电动开合式手指下方的手爪基架上，扳手同轴固连在扳手驱动电机的电机轴上。

7.一种大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验方法，采用了权利要求1所述的大批量自动化的复合材料动态疲劳耐久性试验系统，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：将复合材料试样分类放置到不同的试样存储放料箱内，并设定好每个试样存储放料箱内复合材料试样的数量；

步骤二：启动试样存储放料箱的试样放料电机，直到将一个复合材料试样从试样放料口推出；

步骤三：启动试样转运机械臂，利用电动开合式手指将已经推出试样放料口的复合材料试样夹取，并转移到悬臂梁反向共振疲劳试验机构的第一悬臂梁和第二悬臂梁的自由端之间；

步骤四：松开电动开合式手指，解除对复合材料试样的夹持，并将扳手套在压紧螺栓的螺帽上，启动扳手驱动电机，以对压紧螺栓进行旋拧，直到压板将复合材料试样完全压紧，然后移走试样转运机械臂；

步骤五：移动热环境模拟箱，直到复合材料试样处于热防护箱体内，然后启动红外辐射加热管，以进行热环境模拟，再在热环境下启动第一振动电机和第二振动电机，以对复合材料试样进行疲劳耐久性试验；

步骤六：利用第一激光位移传感器检测第一悬臂梁的振动变形量，利用第二激光位移传感器检测第二悬臂梁的振动变形量，利用第三激光位移传感器检测复合材料试样的振动变形量，并将所有振动变形量数据进行统一采集和存储；

步骤七：当疲劳耐久性试验达到设定的结束标准后，或是振动变形量的时域波形图发生突变时，则判断复合材料试样已经发生疲劳破坏，此时停止第一振动电机和第二振动电机；

步骤八，当第一振动电机和第二振动电机停止后，开始对复合材料试样进行降温，降温结束后，再将热环境模拟箱移动回初始位置；

步骤九：再次启动试样转运机械臂，并移回将试样转运机械臂，直到扳手套在压紧螺栓的螺帽上，反向启动扳手驱动电机，以对压紧螺栓进行反向旋拧，直到压板完全脱离对复合材料试样的压紧；

步骤十：抬离扳手，利用电动开合式手指将脱离压紧状态的复合材料试样重新夹取，同时启动试样托盘存储放料箱，直到将一个试样托盘从托盘放料口推出至第一全向传送带上，并将夹取的复合材料试样移至试样托盘上；

步骤十一：启动第一全向传送带，通过第一全向传送带将放置有复合材料试样的试样托盘转移到第一单向传动带，再通过第一单向传动带将放置有复合材料试样的试样托盘转移到第二全向传送带上，然后启动第二全向传送带，并将放置有复合材料试样的试样托盘移动到试样疲劳损伤检测箱内；

步骤十二：复合材料试样在试样疲劳损伤检测箱内完成疲劳损伤检测，然后根据疲劳损伤检测结构判断是否需要人工进行二次检测，若需要进行人工二次检测时，再次启动第二全向传送带，并将放置有复合材料试样的试样托盘通过托盘回收口送入第二试样托盘回收箱中；若不需要进行人工二次检测时，也再次启动第二全向传送带，并依次通过第二单向传送带、第三全向传送带及第三单向传送带将放置有复合材料试样的试样托盘送入第一试样托盘回收箱；

步骤十三：当第一试样托盘回收箱满载后，且试样托盘存储放料箱空载后，先将第一试样托盘回收箱内的试样托盘中收集的复合材料试样废料清除，然后统一将第一试样托盘回收箱中的试样托盘推入试样托盘存储放料箱中，实现试样托盘的循环利用。