[发明专利]一种微型板材压缩试验装置及工作方法

说明书

本发明公开了一种微型板材压缩试验装置及工作方法，包含：一个基座、两个固定端、两个活动端、两个加载装置和两个夹持装置；利用高压气囊向板材试验件施加面内单向/双向压缩载荷。本发明可以实现对薄平板/曲板施加面内双向压缩载荷；对试件尺寸有一定适应性；可以通过高压气囊外接的压力表控制所施加载荷的大小；结构简单、制造维护方便，成本较低。

技术领域

本发明属于机械制造与试验技术领域，尤其涉及一种微型板材面内单向/双向压缩试验装置及工作方法。

背景技术

复合材料板材由于其优越的比强度、比刚度性能，广泛应用于船舶、机械、航空航天领域。对于此类板材在复杂载荷下的力学性能研究一直是国内外学者研究和试验的重点。在实际使用过程中，其所受载荷十分复杂，例如飞机起降过程中，下蒙皮在本身处在压缩应力状态下，受到飞石撞击的复杂载荷的状况。因此，在力学试验中需引入一类微型压缩试验装置，此类装置既可单独进行压缩载荷加载试验，也可以作为一些力学试验例如冲击试验前的预加载试验机。

目前，已有国内外学者发明和制造出了一些试验装置，这些装置普遍采用液压装置施加压缩载荷。例如德国的S. Heimbs等人制造出单向的液压加压的试验机，法国的T.Mitrevski等人设计出大型的双向面内液压加载压缩载荷的试验机。这些试验装置使用液压技术，体积庞大，价格昂贵，对于试验中的小微型试验件来说，十分不经济。由于目前尚无原理简单、制造方便、经济实用的压缩试验机，因此很有必要设计一款新型的微型板材压缩试验装置。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种原理更加简单，体积更小，能够实现双向和单向压缩载荷加载，更加经济的微型板材压缩试验装置。

为达到上述目的，本发明的一种微型板材压缩试验装置，包含：一个基座、两个固定端、两个活动端、两个加载装置和两个夹持装置；其中，

所述的基座上设有若干个滑轨和若干个螺孔；

所述的固定端为一个含斜立柱支撑的侧板，其通过螺栓固定于上述基座上；

所述的活动端包含：一个活动端固定板，一个带燕尾滑块的活动板，两个活动端侧板，一个盖板；活动端侧板和盖板通过螺栓连接在活动端固定板上，活动端固定板通过螺栓固定在上述基座上，活动板滑动设于基座的滑轨内；上述活动端固定板、活动板、活动端侧板、盖板与基座构成一个空腔；

所述的加载装置包含：高压气囊、打气筒及外接压力表，该高压气囊设于上述活动端形成的空腔内；打气筒及外接压力表分别与高压气囊连接；

所述的两个夹持装置分别固定于一个固定端和一个活动板上，该夹持装置分为两个固定夹头，用于固定板材试验件。

优选地，上述的高压气囊的工作气压为2-5个大气压。

优选地，上述夹持装置的一个固定夹头于固定端或活动板上依槽孔上下滑动后固定，来完成两个固定夹头之间的间距变化，适应不同试验件的厚度要求。

本发明的一种微型板材压缩试验装置的工作方法，包括步骤如下：首先将两个固定端用螺栓连接到基座上，再将第一夹持装置连接到第二活动板上，第二夹持装置连接到第二固定端上；将第一活动板和第二活动板滑入基座的燕尾滑轨内，将板材试验件夹于第一夹持装置和第二夹持装置上；然后将第一活动端固定板、第二活动端固定板通过螺栓固定在基座上，将第一活动端侧板和第二活动端侧板连接到第一活动端固定板上，将第三活动端侧板和第四活动端侧板连接到第二活动端固定板上；最后将第一高压气囊和第二高压气囊分别放入两空腔内，将第一盖板与第一活动板配合后用螺钉连接到第一活动端固定板上，将第二盖板与第二活动端配合后用螺钉连接到第二活动端固定板上；用打气筒或充气装置向高压气囊充气到试验设计压强，高压气囊膨胀推动第一活动板和第二活动板沿燕尾滑轨滑动，以达到向板材试验件施加面内载荷的效果。

本发明的有益效果：