[发明专利]光敏树脂模型离心加载装置

说明书

本发明公开了一种光敏树脂模型离心加载装置，包括：试验箱，用于为光弹性应力冻结试验提供试验场所及试验所需温度，试验箱外设有外支撑架组，外支撑架组上支撑有用于供给试验所需驱动力的动力供给机构，动力供给机构的驱动转轴沿轴向伸入试验箱内。试验箱内设有起安装支撑作用的内支撑架组，内支撑架组上转动支设有安装转轴，安装转轴与驱动转轴同轴布设且朝向驱动转轴延伸，并安装转轴与驱动转轴之间设有用于连接两者的第一联轴器，驱动转轴与第一联轴器固定连接，安装转轴与第一联轴器间隙配合、且安装转轴通过可拆卸式连接于第一联轴器上的紧固件与第一联轴器锁紧固定。由光敏树脂材料制备形成的试验件通过胀紧套固定装设于安装转轴的外圆上。

技术领域

本发明涉及光弹性试验领域，特别地，涉及一种光敏树脂模型离心加载装置。

背景技术

光弹性应力冻结法(Stress-freezing method of photoelasticity)是光弹性法的一种，此方法是通过将光弹性模型加热到冻结温度时，施加载荷，然后缓慢冷却至室温卸载。模型承受载荷时产生的双折射效应将保存下来，即使将模型切成薄片，其双折射效应也不会消失，这种特性称为应力冻结效应。在进行三维光弹性应力冻结试验时，通常将模型切成薄片或者小条，应用正射和斜射的方式测取等差线条纹和等倾线，再利用剪应力差法计算其正应力大小和方向。目前环氧树脂光弹性试验较为成熟，试验精度较高。而光敏树脂模型光弹性冻结试验是国际新兴技术，它具有模型加工十分快捷，成本低、环保的优点。这是当今欧美发达国家重点发展的技术，而国内开展该项技术研究的极少，开展旋转冻结的更少，试验关键点在于如何保证长期静态加载。

对于离心加载而言，就需要加载系统能够满足长时间输出稳定转速的要求。目前，飞行器离心试验系统(CN103063453B)满足这一要求，但由于其竖直加载轴是两边固支的结构，导致试验件拆装困难，影响试验效率。传统环氧树脂混合加载装置(CN103969111B)用电机与锥齿轮换向机构通过水平传动轴连接，换向机构的另一端与试验件通过竖直传动轴连接，箱体上的固定架对竖直传动轴进行固定。具有结构简单，容易维护，试验件易于拆装，在低速工作环境下，能够长时间平稳的输出离心载荷等优点。但当该装置用于光敏树脂模型加载时，存在下述几个问题：

第一，由于光敏树脂工作温度下的弹性模量(20.88MPa)比环氧树脂工作温度下的弹性模量(25MPa)小，相同结构的光敏树脂模型更易发生共振；第二，由于光敏树脂的材料条纹值(反映材料力学灵敏度，值越小说明材料对力的变化越灵敏)大于环氧树脂，若要获得相同的试验结果，光敏树脂模型需要的载荷更大。这两点都导致了光敏树脂离心加载的工作转速区间更大，环氧树脂混合加载装置的工作转速区间与光敏树脂模型离心加载光弹性试验不匹配；在高转速情况下，由于固定架和箱体的刚度不足，会产生较大的振动问题，轻则导致不能产生稳定的离心载荷，影响试验精度，重则危害试验器安全；另外，试验件与轴之间的键传动需要键槽，降低了轴的固有频率，为方便拆装，试验件和轴之间为间隙配合，这两个因素导致工作转速下转子振动太大，严重影响试验精度；整个加载装置缺乏振动监测手段，对于振动值超限，没有明确的预警信息。

发明内容

本发明提供了一种光敏树脂模型离心加载装置，以解决现有的离心加载装置存在的试验时振动大、试验精度低的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种光敏树脂模型离心加载装置，包括：试验箱，试验箱用于为光弹性应力冻结试验提供试验场所及试验所需温度，试验箱外设有起安装支撑作用的外支撑架组，外支撑架组上支撑有用于供给试验所需驱动力的动力供给机构，动力供给机构的驱动转轴沿轴向伸入试验箱内；试验箱内设有起安装支撑作用的内支撑架组，内支撑架组上转动支设有安装转轴，安装转轴与驱动转轴同轴布设且朝向驱动转轴延伸，并安装转轴与驱动转轴之间设有用于连接两者的第一联轴器，驱动转轴与第一联轴器固定连接，安装转轴与第一联轴器间隙配合、且安装转轴通过可拆卸式连接于第一联轴器上的紧固件与第一联轴器锁紧固定；由光敏树脂材料制备形成的试验件通过胀紧套固定装设于安装转轴的外圆上。