CN114112721A - 一种力学性能试验装置及其对复合材料弹翼的应用方法 - Google Patents

Abstract

一种力学性能试验装置，包括安装架、夹持工装和手动加载机构，安装架的顶部设有安装待测试工件的装夹区，装夹区包括用于夹持待测试工件的夹持工装，手动加载机构装设于安装架上，手动加载机构包括有牵引组件，牵引组件的一端连接于夹持工装；牵引组件包括吊环组件、高强钢丝绳和滑轮，吊环组件一端与夹持工装连接，另一端与高强钢丝绳连接，高强钢丝绳通过滑轮与杠杆施力部件连接；杠杆施力部件包括相互连接的千斤顶与升降机构，千斤顶远离待测试工件的装夹区且设有朝向外侧的手柄。本装置可以实现不同的复合材料的弹翼的加载试验，适用范围很广；可进行远距离操作，还可进行线性加载，消除了安全隐患，大大提高了试验效率及其精确度。

Description

一种力学性能试验装置及其对复合材料弹翼的应用方法

技术领域

本发明涉及力学性能试验，具体涉及一种力学性能试验装置及其对复合材料弹翼的应用方法。

背景技术

复合材料弹翼是导弹提升升力的主要部件，需要一定的强度，这就需要一种装置对复合材弹翼的力学性能进行试验验证。

目前复合材料弹翼力学性能试验装置有两种，一种是全自动化的设备，可以通过自动化程序设置加载载荷，然后设备自动加载，但是该装置价格很昂贵，对于一般的机构和企业来说这种设备成本太高，一次性投入太大，无法满足大众的需求；另一种是完全靠手工操作，该试验装置是需要人工手动去添加配重块进行加载，这种装置成本低，但是效率不高，在复合材料弹翼载荷很大的情况下，试验人员搬运配重块过程中既消耗了大量的劳动力又存在安全隐患，特别是在做试验的时候容易出现安全问题，在添加配置块时，复合材料弹翼发生断裂或者破坏后，试验装置上大量的配置块及复合材料弹翼产品会瞬间往下坠落，造成试验人员人身伤害的可能性极大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种成本低效率高、使用便捷且无安全隐患的力学性能试验装置及其对复合材料弹翼的应用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种力学性能试验装置，包括安装架、夹持工装和手动加载机构，所述安装架的顶部设有安装待测试工件的装夹区，所述装夹区包括用于夹持待测试工件的夹持工装，所述手动加载机构装设于安装架上，所述手动加载机构包括有牵引组件，所述牵引组件的一端连接于夹持工装，另一端通过杠杆施力部件进行牵拉，以实现对待测试工件的加载测试。

进一步的，所述牵引组件包括吊环组件、高强钢丝绳和滑轮，所述吊环组件一端与夹持工装连接，另一端与高强钢丝绳连接，所述高强钢丝绳通过滑轮与所述杠杆施力部件连接。

进一步的，所述吊环组件包括高强吊环一、拉力计和高强吊环二，所述高强吊环一上端与待测试工件连接，高强吊环一的铰接端通过拉力计与高强吊环二铰接，所述高强钢丝绳的两端分别与高强吊环二和杠杆施力部件连接。

进一步的，所述杠杆施力部件包括相互连接的千斤顶与升降机构，所述千斤顶远离所述待测试工件的装夹区且设有朝向外侧的手柄；所述千斤顶的一端固定在装夹区以外的型钢上，且通过水平布置实现升降机构的垂直升降，以带动牵引组件对待测试工件进行垂直加载。

进一步的，所述升降机构包括U型支架、导向柱、直线轴承、滑动板、固定板和盖板，所述U型支架设于底座上，所述盖板设于U型支架的顶部，所述U 型支架的两侧中间设有两根并排的导向柱，所述导向柱的底端设于U型支架的底部，所述导向柱的顶端与盖板连接，两根所述导向柱上均套装有直线轴承，所述滑动板的两侧分别与两个直线轴承连接，所述滑动板通过固定板固定牵引组件的高强钢丝绳；所述滑动板与固定板均设有相互匹配的凹槽，所述高强钢丝绳夹持于凹槽中。

进一步的，所述安装架包括底座、支撑架、固定平台和压紧板，所述支撑架设于底座的一端，所述支撑架的顶部设有固定平台，所述固定平台通过压紧板夹持有待测试工件，所述待测试工件设于底座正上方；所述固定平台上均匀设有连接孔，所述压紧板通过连接孔固定于固定平台上。

进一步的，所述底座上均匀设有连接孔，所述U型支架通过连接孔固定于底座上；所述底座上设有高强定滑轮，所述高强钢丝绳绕过高强定滑轮连接到升降机构。

进一步的，所述夹持工装包括型面夹具、加载横梁和高强螺母，所述型面夹具夹装于弹翼上，所述加载横梁通过高强螺母连接于型面夹具的底部。

进一步的，所述牵引组件包括吊环组件、高强钢丝绳和滑轮，将高强钢丝绳穿过滑轮，高强钢丝绳一端与吊环组件连接；另一端与升降机构连接并固定。

一种力学性能试验装置对复合材料弹翼的应用方法，包括以下步骤：

1)将所述复合材料弹翼放置在固定平台上面，然后使用压紧板固定复合材料弹翼；

2)将所述夹持工装按照试验要求安装在复合材料弹翼上；将所述牵引组件一端连接在夹持工装的下方；

3)使所述牵引组件的另一端连接在杠杆施力部件上；

4)所述杠杆施力部件包括相互连接的千斤顶与升降机构，摆动千斤顶使升降机构做垂直提升运动，然后带动牵引组件产生向下的拉力，从而实现对复合材料弹翼进行载荷的加载；

5)当载荷的读数到达要求时，停止摆动千斤顶；测量复合材料弹翼的弯曲位移量，试验完成。

本发明的有益效果是：

1.高强定滑轮、升降机构均是通过底座上面的连接孔进行定位和固定，可以实现不同的复合材料的弹翼的加载要求，适用范围很广，大大提高了经济性。

2.底座主要起到支撑作用，固定平台和压紧板用来约束弹翼。升降机构能保持垂直向下进行升降运动，消除升降运动过程中带来的应力。

3.试验人员只需要控制千斤顶的手柄就可以实现对复合材料的弹翼进行载荷的加载，不需要配重块，且试验人员不仅可以进行远距离操作，还可以进行线性加载，消除了试验过程中带来的安全隐患，大大提高了试验效率及其精确度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的升降机构的结构示意图。

附图中：11、底座，111、连接孔，12、支撑架，13、固定平台，14、压紧板，21、型面夹具，22、加载横梁，23、高强螺母，31、高强吊环一， 32、高强吊环二，33、拉力计，34、高强钢丝绳，35、高强定滑轮，36、升降机构，361、U型支架，362、导向柱，363、直线轴承，364、滑动板，365、固定板，3651、凹槽，366、盖板，37、千斤顶，371、手柄，38、H型钢, 4、弹翼。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：

如图1和图2所示，一种力学性能试验装置的实施例，包括安装架、夹持工装和手动加载机构，安装架包括底座11、支撑架12、固定平台13和压紧板 14，支撑架12设于底座11的一端，支撑架12的顶部设有固定平台13，固定平台13通过压紧板14夹持有弹翼4，弹翼4设于底座11正上方，弹翼4上固定有夹持工装，夹持工装与设于底座11上的手动加载机构连接；手动加载机构包括高强吊环一31、高强吊环二32、拉力计33、高强钢丝绳34、升降机构36和千斤顶37，高强吊环一31与夹持工装连接，高强吊环一31的铰接端通过拉力计33与高强吊环二32铰接，拉力计33的量程0～2t，高强钢丝绳34的两端分别与高强吊环二32和升降机构36连接，高强钢丝绳34的承力范围优于5t，千斤顶37与升降机构36连接，千斤顶37的承力范围优于10t，千斤顶37设有朝向外侧的手柄371。

底座11主要起到支撑作用，固定平台13和压紧板14用来约束弹翼4。底座11上设有高强定滑轮35，高强钢丝绳34绕过高强定滑轮35。

试验人员只需要控制千斤顶37的手柄371就可以实现对复合材料的弹翼4 进行载荷的加加载，不需要配重块，且试验人员可以远距离进行操作，消除了试验过程中带来的安全隐患，大大提高了试验效率。

升降机构36包括U型支架361、导向柱362、直线轴承363、滑动板364、固定板365和盖板366，U型支架361设于底座11上，盖板366设于U型支架 361的顶部。U型支架361的两侧中间设有两根并排的导向柱362，导向柱362 的底端设于U型支架361的底部，导向柱362的顶端与盖板366连接，两根导向柱362上均套装有直线轴承363，滑动板364的两侧分别与两个直线轴承363连接，滑动板364通过固定板365固定高强钢丝绳34。升降机构36能保持垂直向进行升降运动，消除升降运动过程中带来的应力。底座11上均匀设有连接孔111， U型支架361通过连接孔111固定于底座11上；高强定滑轮35、升降机构36均是通过底座11上面的连接孔111进行定位和固定，可以实现不同的复合材料的弹翼4的加载要求，适用范围很广，大大提高了经济性。

滑动板364与固定板365均设有相互匹配的凹槽3651，高强钢丝绳34夹持于凹槽3651中；夹持工装包括型面夹具21、加载横梁22和高强螺母23，型面夹具21夹装于弹翼4上，加载横梁22通过高强螺母23连接于型面夹具21的底部；固定平台13上均匀设有连接孔111，压紧板14通过连接孔111固定于固定平台13上；千斤顶37设于H型钢38上，千斤顶37与底座11水平设置；支撑架12和U型支架361上均设有加强筋。

本实施例的力学性能试验装置的试验过程如下：

1)将弹翼4放置在固定平台13上面，然后使用压紧板14固定弹翼4，压紧板14通过螺钉和固定平台13连接；

2)将夹持工装按照试验要求安装在弹翼4上；将高强吊环一31一端连接在加载横梁22上面，一端与拉力计33铰接；将高强吊环二32一端和拉力计33铰接；

3)分别将高强定滑轮35、升降机构36安装在底座11上面，采用螺钉连接固定；分别放置H型钢38和千斤顶37，保证千斤顶37与底座 11水平；

4)将高强钢丝绳34穿过高强定滑轮35，高强钢丝绳34一端与高强吊环二32连接；另一端与升降机构36连接，采用滑动板364和固定板365压紧固定于凹槽3651中；

5)摆动千斤顶37的手柄371可以使升降机构36做垂直提升运动，然后带动高强钢丝绳34产生向下的拉力，从而实现对复合材料弹翼进行载荷的加载；

6)当拉力计33上面载荷的读数到达要求时，停止摆动千斤顶37的手柄371；测量弹翼4的弯曲位移量，试验完成。

说明书中未详细说明的内容属于本领域技术人员熟知的现有技术。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种力学性能试验装置，包括安装架、夹持工装和手动加载机构，其特征在于，所述安装架的顶部设有安装待测试工件的装夹区，所述装夹区包括用于夹持待测试工件的夹持工装，所述手动加载机构装设于安装架上，所述手动加载机构包括有牵引组件，所述牵引组件的一端连接于夹持工装，另一端通过杠杆施力部件进行牵拉，以实现对待测试工件的加载测试。

2.根据权利要求1所述的一种力学性能试验装置，其特征在于，所述牵引组件包括吊环组件、高强钢丝绳和滑轮，所述吊环组件一端与夹持工装连接，另一端与高强钢丝绳连接，所述高强钢丝绳通过滑轮与所述杠杆施力部件连接。

3.根据权利要求2所述的一种力学性能试验装置，其特征在于，所述吊环组件包括高强吊环一、拉力计和高强吊环二，所述高强吊环一上端与待测试工件连接，高强吊环一的铰接端通过拉力计与高强吊环二铰接，所述高强钢丝绳的两端分别与高强吊环二和杠杆施力部件连接。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的力学性能试验装置，其特征在于，所述杠杆施力部件包括相互连接的千斤顶与升降机构，所述千斤顶远离所述待测试工件的装夹区且设有朝向外侧的手柄；所述千斤顶的一端固定在装夹区以外的型钢上，且通过水平布置实现升降机构的垂直升降，以带动牵引组件对待测试工件进行垂直加载。

5.根据权利要求4所述的力学性能试验装置，其特征在于，所述升降机构包括U型支架、导向柱、直线轴承、滑动板、固定板和盖板，所述U型支架设于底座上，所述盖板设于U型支架的顶部，所述U型支架的两侧中间设有两根并排的导向柱，所述导向柱的底端设于U型支架的底部，所述导向柱的顶端与盖板连接，两根所述导向柱上均套装有直线轴承，所述滑动板的两侧分别与两个直线轴承连接，所述滑动板通过固定板固定牵引组件的高强钢丝绳；所述滑动板与固定板均设有相互匹配的凹槽，所述高强钢丝绳夹持于凹槽中。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的力学性能试验装置，其特征在于，所述安装架包括底座、支撑架、固定平台和压紧板，所述支撑架设于底座的一端，所述支撑架的顶部设有固定平台，所述固定平台通过压紧板夹持有待测试工件，所述待测试工件设于底座正上方；所述固定平台上均匀设有连接孔，所述压紧板通过连接孔固定于固定平台上。

7.根据权利要求6所述的力学性能试验装置，其特征在于，所述底座上均匀设有连接孔，所述U型支架通过连接孔固定于底座上；所述底座上设有高强定滑轮，所述高强钢丝绳绕过高强定滑轮连接到升降机构。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的力学性能试验装置，其特征在于，所述夹持工装包括型面夹具、加载横梁和高强螺母，所述型面夹具夹装于弹翼上，所述加载横梁通过高强螺母连接于型面夹具的底部。

9.根据权利要求8所述的力学性能试验装置，其特征在于，所述牵引组件包括吊环组件、高强钢丝绳和滑轮，将高强钢丝绳穿过滑轮，高强钢丝绳一端与吊环组件连接；另一端与升降机构连接并固定。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述力学性能试验装置对复合材料弹翼的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将所述复合材料弹翼放置在固定平台上面，然后使用压紧板固定复合材料弹翼；

2)将所述夹持工装按照试验要求安装在复合材料弹翼上；将所述牵引组件一端连接在夹持工装的下方；

3)使所述牵引组件的另一端连接在杠杆施力部件上；

4)所述杠杆施力部件包括相互连接的千斤顶与升降机构，摆动千斤顶使升降机构做垂直提升运动，然后带动牵引组件产生向下的拉力，从而实现对复合材料弹翼进行载荷的加载；

5)当载荷的读数到达要求时，停止摆动千斤顶；测量复合材料弹翼的弯曲位移量，试验完成。

Images