[发明专利]一种力学性能测试装置、设备及方法

说明书

本发明公开了一种力学性能测试装置、设备及方法，其测试装置包括上梁和下梁；所述测试装置还包括两个导向柱和滑块；两个导向柱设置在所述下梁上，且与所述上梁可滑动配合连接；所述导向柱为碳纤维增强聚酰亚胺复合材料；两个滑块可相对滑动设置在所述下梁上端，所述滑块上设有与其转动配合的下压辊；所述上梁中部下端可拆卸设有上压块，所述上压块下端设有与其转动配合的上压辊。本发明在碳纤维增强聚酰亚胺复合材料制成的导向柱的作用下，有效解决了传统金属导向柱由于受热膨胀导致滑动阻塞带来的测试精度下降的问题。

技术领域

本发明涉及耐高温树脂基复合材料力学性能测试技术领域，尤其涉及一种力学性能测试装置、设备及方法。

背景技术

纤维增强树脂基复合材料体系具有高比强度，高比模量，抗疲劳性能优异，广泛应用于航空、航天、汽车等领域。但随着飞行速度不断提高，飞行器表面温度也随之增加。在超音速和高超音速飞行器中(Ma>3),飞行器表面温度可达400℃甚至更高。传统环氧类树脂基复合材料已无法满足设计要求，越来越多的耐高温树脂基复合材料用于航空航天承载结构中。在飞行器结构的设计过程中，材料力学性能的测试和表征是结构设计优化、强度校核的必要条件。

为了进一步拓展耐高温树脂基复材体系的应用，其常温、高温环境下的力学性能测试和表征是必要环节。但目前在高温环境中尚无可靠的高温树脂基复合材料力学性能实验设备。若采用传统实验设备用来测试材料在高温条件下的力学性能时，实验设备中的导向柱由于受热膨胀，轴孔间隙配合变小，滑动阻塞，不能有效起到导向的作用，且受热膨胀产生摩擦力极大地影响实验精度。另外由传统不锈钢材料制作的导向柱受到环境高温的影响，其刚度和强度也会显著下降，不能起到定位、导向、增强刚度的作用。在湿热环境中由于水蒸气的存在导向柱生锈，实验设备加剧损坏的情况时常发生。

发明内容

本发明提供了一种力学性能测试装置、设备及方法，本发明弥补了耐高温树脂基复合材料高温力学性能测试的空白，解决常温实验装置在高温条件下使用的困难，大大提高了高温实验的精度和可靠性，为高温树脂基结构复合材料的应用提供必要支撑。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种力学性能测试装置，包括上梁和下梁；所述测试装置还包括：

两个导向柱，其设置在所述下梁上，且与所述上梁可滑动配合连接；所述导向柱为碳纤维增强聚酰亚胺复合材料；

两个滑块，两个滑块可相对滑动设置在所述下梁上端，所述滑块上设有与其转动配合的下压辊；

所述上梁中部下端可拆卸设有上压块，所述上压块下端设有与其转动配合的上压辊。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述碳纤维增强聚酰亚胺导向柱采用碳纤维单丝浸入聚酰亚胺树酯后缠绕固化成型；所述碳纤维单丝为T700、T800、T1000、M40J或M55J碳纤维单丝；所述聚酰亚胺树酯为玻璃化转变温度在450℃以上的热固性聚酰亚胺树脂。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述碳纤维增强聚酰亚胺导向柱喷涂0.5mm的陶瓷纳米涂层。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述下梁开设有滑槽，两个所述滑块均有第一螺栓穿过滑槽锁在所述下梁上。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述滑块上部开设有与所述下压辊配合的半圆形槽，所述下压辊通过支架可转动固定在所述滑块上；所述滑块的侧面设有定位板，所述定位板高于所述滑块，所述定位板上开有长孔，所述定位板与所述滑块通过第二螺钉穿过长孔可滑动连接。

作为上述技术方案的进一步描述：