CN219842293U - 一种复合材料件弯曲疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种复合材料件弯曲疲劳试验装置，包括：工作台，工作台的上端固定设置有对称的导轨；两个滑块，均滑动设置在导轨上，两个滑块上表面中心线处均固设有夹具支座，两个夹具支座相互朝向的一面均可拆卸连接有夹具；推动装置，对称固设在工作台的上端，两个推动装置的输出端均与滑块连接，实现两个滑块在导轨上往复滑动；控制组件，包括控制器和压力传感器，压力传感器固设于夹具支座和夹具之间，压力传感器和推动装置均与控制器电连接。通过本申请提供的弯曲疲劳试验装置，以复合材料件破坏失效时所经受的弯曲次数来得出复合材料件的弯曲疲劳性能。

Description

一种复合材料件弯曲疲劳试验装置

技术领域

本申请为复合材料技术领域，特别涉及一种复合材料件弯曲疲劳试验装置。

背景技术

复合材料具有轻质高强、耐热、耐化学腐蚀、可设计性强等特点，近年来被广泛应用于交通、运输、建筑、通讯、汽车、航空航天等领域。

对于疲劳寿命有要求的复合材料产品，需要进行疲劳性能测试，而现有电液伺服疲劳试验机需要使用标准试样件进行测试，但由于标准试验件加工制作难度大以及测试周期长，进而导致测试效率较低。

因此，如何提供一种测试效率高，且能够快速得出复合材料件弯曲疲劳性能的试验装置是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种复合材料件弯曲疲劳试验装置，实现工作效率高、能够快速得出复合材料件抗弯曲疲劳性能。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种复合材料件弯曲疲劳试验装置，包括：

工作台，工作台的上端固定设置有对称的导轨；

两个滑块，均滑动设置在导轨上，两个滑块上表面中心线处均固设有夹具支座，两个夹具支座相互朝向的一面均可拆卸连接有夹具，夹具用于夹持复合材料件；

推动装置，对称固设在工作台的上端，两个推动装置的输出端均与滑块连接，实现两个滑块在导轨上往复滑动；

控制组件，包括控制器和压力传感器，压力传感器固设于夹具支座和夹具之间，压力传感器和推动装置均与控制器电连接。

一种复合材料件弯曲疲劳试验装置，推动装置包括驱动电机和螺母滑块，螺母滑块固设在滑块的下端，驱动电机固设在工作台上，驱动电机的输出端连接有丝杆，丝杆与螺母滑块连接，驱动电机正反转实现两滑块在导轨上往复滑动。

一种复合材料件弯曲疲劳试验装置，驱动电机为伺服电机，丝杆通过联轴器与驱动电机的输出端连接。

一种复合材料件弯曲疲劳试验装置，夹具相对于夹具支座倾斜向上设置。

一种复合材料件弯曲疲劳试验装置，夹具包括连接端和夹持端，连接端径向贯穿设置有连接孔，夹持端轴向设置有夹持孔，夹具通过连接孔螺栓连接在夹具支座上，夹持孔用于放置复合材料件。

一种复合材料件弯曲疲劳试验装置，夹持孔为方孔或圆孔。

一种复合材料件弯曲疲劳试验装置，控制器为可编程逻辑控制器。

一种复合材料件弯曲疲劳试验装置，压力传感器为拉压力传感器。

对于上述背景技术，本实用新型所提供的复合材料件弯曲疲劳试验装置，将复合材料件的两端安装在两夹具内，然后推动装置实现两滑块在导轨上往复移动，通过两滑块在导轨上往复移动进而实现复合材料件处于弯曲状态或复位状态，由于夹具上设置有压力传感器，控制器输入设定弯曲压力失效值，当控制器监测到压力传感器的测量值小于设定弯曲压力失效值，推动装置停止工作，复合材料件的弯曲试验次数以及复合材料件的弯曲失效力值通过控制器输出，进而本申请以复合材料件破坏失效时所经受的弯曲次数来得出复合材料件的弯曲疲劳性能。

由于本实用新型通过夹具用于夹持复合材料件，且夹具与夹具支座是可拆卸连接，因此，对于不同形状的复合材料件通过选择与其匹配的夹具进行夹持，进而无需经过繁琐的步骤和工艺进行样条制作与加工，直接将复合材料生产件用于测试，极大简化了工作流程，提高了测试效率。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的弯曲疲劳试验装置结构轴侧示意图；

图2为本申请实施例所提供的弯曲疲劳试验装置结构俯视示意图；

图3为本申请实施例所提供的夹具结构主视示意图；

图4为本申请实施例所提供的夹具结构剖视结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的夹具结构主视示意图；

图6为本申请实施例所提供的夹具结构剖视示意图。

其中：

1-工作台、2-导轨、3-滑块、4-夹具支座、5-夹具、6-推动装置、7-压力传感器；

51-连接端、52-夹持端、53-连接孔、54-夹持孔、61-驱动电机、62-螺母滑块、63-丝杆、64-联轴器。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种复合材料件弯曲疲劳试验装置，实现工作效率高、能够直接得出复合材料件抗弯曲疲劳性能。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

参见图1-图6，本申请提供的一种复合材料件弯曲疲劳试验装置，包括：工作台1，工作台1的上表面固定设置有导轨2，导轨2关于工作台1左右对称设置；导轨2上滑动设置有两个滑块3，两个滑块3分别对应两个导轨2垂直设置；两个滑块3上表面中心线处固设有夹具支座4，即两个夹具支座4位于同一轴心线上，两个夹具支座4相互朝向的一面均可拆卸连接有夹具5，两个夹具5用于夹持复合材料件；推动装置6，前后对称固设在工作台1的上表面，两个推动装置4的输出端均与两个滑块3连接，实现两个滑块3在导轨2上往复滑动；控制组件，包括控制器和压力传感器7，压力传感器7设于其中一个夹具5和夹具支座4之间，且控制器分别与推动装置4和压力传感器7电连接。

应用本申请所提供的复合材料件弯曲疲劳试验装置，首先截取一定长度的复合材料件，将复合材料件的两端安装在两夹具5内，然后推动装置4实现两滑块3在导轨2上往复移动，通过两个滑块3在导轨2上往复移动进而实现复合材料件处于弯曲状态或复位状态，由于一侧夹具5上设置有压力传感器7，控制器输入设定弯曲压力失效值，当控制器监测到压力传感器7的测量值小于设定弯曲压力失效值，推动装置停止工作，复合材料件的弯曲试验次数以及复合材料件的弯曲失效力值通过控制器输出，进而本申请以复合材料件破坏失效时所经受的抗弯曲次数来得出复合材料件的弯曲疲劳性能，由于本申请通过夹具5用于夹持复合材料件，且夹具5与夹具支座4是可拆卸连接，因此，对于不同形状的复合材料件通过选择与其匹配的夹具5进行夹持，进而无需经过繁琐的步骤和工艺进行样条制作与加工，直接将复合材料生产件用于测试，极大简化了工作流程，提高了测试效率。

也就是说，本申请工作台1上表面前后两侧各设置有推动装置4，两侧的推动装置4实现两滑块3相互靠近滑动或相互背离滑动，由于本申请控制器与前后两侧的推动装置4电连接，因此控制器通过推动装置4能够调整两滑块3的滑动速度和两滑块3之间的距离，当两滑块3相互远离滑动一定距离后，推动装置停止运动，此时两个滑块3之间的距离为展开跨距，当两个滑块3相互靠近滑动一定距离后，推动装置4停止运动，此时两个滑块3之间的距离为合拢跨距，即本申请两个滑块3在展开跨距和合拢跨距之间运动，本申请展开跨距参数和合拢跨距参数可通过控制器进行输入，也就是说，当两个滑块3之间的距离达到展开跨距后，使两个滑块3相互靠近滑动使其达到合拢跨距，当两个滑块3之间的距离达到合拢跨距后，使两个滑块3相互远离滑动使其达到展开跨距，依次类推，直到复合材料件弯曲疲劳性能测试完成后，滑块3停止运动。

在上述实施例基础之上，控制器通过调整驱动电机61的转速，进而实现调整滑块3在导轨2上的滑动速度，滑块3的滑动速度范围为0-300mm/s，可根据实际测试需求进而调整滑块3的滑动速度，当需要缩短测试周期时，本申请可通过控制器加快滑块3的滑动速度，进而达到缩短测试周期的技术效果。

在上述实施例基础之上，夹具支座4形状为L形，一端用于固定在滑块2的上表面，另一端用于连接夹具5。

在上述实施例基础之上，本申请所使用的复合材料件为玻纤增强环氧树脂拉挤圆棒，具体操作方法为，切割250mm长的棒状复合材料件，控制器进行参数输入，滑块速度为250mm/s，展开跨距为240mm，合拢跨距为159mm，即，本申请两滑块3初始之间的距离为240mm，此时将复合材料件插入两夹具5内，即安装时，此时压力传感器7的测量值为30.6N，设定复合材料件弯曲失效力值为复合材料件安装时挤压弯曲力值的30％，即设定复合材料件弯曲失效力值为9.18N，启动试验装置，复合材料件跟随两滑块3连续挤压、复位过程中逐渐开裂、破坏，试验过程中，此时压力传感器7实时测量值小于设定复合材料件弯曲失效力值9.18N，推动装置停止工作，即此时的压力传感器测量值为复合材料件的弯曲失效力值，复合材料件的疲劳测试次数以及复合材料件的弯曲失效力值通过控制器输出，疲劳测试次数为133520次，失效力值为9.08N，进而本申请可根据疲劳测试次数以及失效力值得出复合材料件的疲劳性能，当失效力值接近于设定失效力值时，疲劳测试次数越高，则该复合材料件的弯曲疲劳性能越好。

在一些实施例中，推动装置6包括驱动电机61和螺母滑块62，所选用的驱动电机61为伺服电机，螺母滑块62固设在滑块3的下端，驱动电机61固设在工作台1上，驱动电机61的输出端连接有丝杆63，丝杆63通过联轴器64与驱动电机61的输出端连接，丝杆63与螺母滑块62连接，驱动电机61正反转实现两滑块3在导轨2上往复滑动。

也就是说，本申请通过伺服电机驱动两滑块3在导轨2上往复滑动，进而实现精准控制两滑块3在导轨2上的滑动距离，进而提高该试验装置的测量精度。

在上述实施例基础之上，夹具5相对于夹具支座4倾斜向上设置，进而便于安装复合材料件时，复合材料件位于弯曲状态，便于弯曲测试疲劳试验的运行。

在上述实施例基础之上，夹具5包括连接端51和夹持端52，连接端51径向贯穿设置有连接孔53，夹持端52轴向设置有夹持孔54，夹具5通过连接孔53螺栓连接在夹具支座4上，进而便于夹具5可拆卸连接在夹具支座4上，夹持孔54用于插入复合材料件。

在上述实施例基础之上，夹持孔54为方孔或圆孔，由于复合材料件形状通常为棒状和条状，当复合材料件为棒状时，选择夹持孔54为圆孔的夹具5，当复合材料件为条状时，选择夹持孔54为方孔的夹具5，如说明书附图3-6所示。

在上述实施例基础之上，复合材料件为棒状时，直径为5-20mm，复合材料件为条状时，宽度范围为3-200mm,厚度范围为1-10mm，夹持孔54的深度为54mm。

在上述实施例基础之上，针对复合材料件不同类型尺寸的测试需求，且有着更好的兼容性，前侧的夹具5安装在夹具支座4上，后侧的夹具5与压力传感器7连接。

在上述实施例基础之上，控制器为可编程逻辑控制器，压力传感器7为拉压力传感器，由于拉压力传感器精度和灵敏度高，进而提高弯曲疲劳试验装置的灵敏度。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型所提供的一种复合材料件弯曲疲劳试验装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种复合材料件弯曲疲劳试验装置，其特征在于，包括：

工作台(1)，所述工作台(1)的上端固定设置有对称的导轨(2)；

两个滑块(3)，均滑动设置在所述导轨(2)上，两个所述滑块(3)上表面中心线处均固设有夹具支座(4)，两个所述夹具支座(4)相互朝向的一面均可拆卸连接有夹具(5)，所述夹具(5)用于夹持复合材料件；

推动装置(6)，对称固设在所述工作台(1)的上端，两个所述推动装置(6)的输出端均与所述滑块(3)连接，实现两个所述滑块(3)在所述导轨(2)上往复滑动；

控制组件，包括控制器和压力传感器(7)，所述压力传感器(7)固设于所述夹具支座(4)和夹具(5)之间，所述压力传感器(7)和所述推动装置(6)均与所述控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的复合材料件弯曲疲劳试验装置，其特征在于，所述推动装置(6)包括驱动电机(61)和螺母滑块(62)，所述螺母滑块(62)固设在所述滑块(3)的下端，所述驱动电机(61)固设在所述工作台(1)上，所述驱动电机(61)的输出端连接有丝杆(63)，所述丝杆(63)与所述螺母滑块(62)连接，所述驱动电机(61)正反转实现两所述滑块(3)在所述导轨(2)上往复滑动。

3.根据权利要求2所述的复合材料件弯曲疲劳试验装置，其特征在于，所述驱动电机(61)为伺服电机，所述丝杆(63)通过联轴器(64)与所述驱动电机(61)的输出端连接。

4.根据权利要求1所述的复合材料件弯曲疲劳试验装置，其特征在于，所述夹具(5)相对于所述夹具支座(4)倾斜向上设置。

5.根据权利要求1或4所述的复合材料件弯曲疲劳试验装置，其特征在于，所述夹具(5)包括连接端(51)和夹持端(52)，所述连接端(51)径向贯穿设置有连接孔(53)，所述夹持端(52)轴向设置有夹持孔(54)，所述夹具(5)通过所述连接孔(53)螺栓连接在所述夹具支座(4)上，所述夹持孔(54)用于放置复合材料件。

6.根据权利要求5所述的复合材料件弯曲疲劳试验装置，其特征在于，所述夹持孔(54)为方孔或圆孔。

7.根据权利要求1所述的复合材料件弯曲疲劳试验装置，其特征在于，所述控制器为可编程逻辑控制器。

8.根据权利要求1所述的复合材料件弯曲疲劳试验装置，其特征在于，所述压力传感器(7)为拉压力传感器。