[发明专利]一种复合材料力学性能测试装置及方法

权利要求书

1.一种复合材料力学性能测试装置，其特征在于，包括：脉冲电源、电磁力加载线圈、驱动机构和支撑机构；

所述电磁力加载线圈套设于所述支撑机构的外侧，所述驱动机构设置于所述电磁力加载线圈的外侧，且所述驱动机构还贴合于待测复合材料的表面；

所述脉冲电源用于将脉冲电流输送至所述电磁力加载线圈；所述电磁力加载线圈用于接收所述脉冲电流后产生脉冲磁场；所述驱动机构用于在所述脉冲磁场下产生感应涡流从而产生径向的电磁力和/或轴向的电磁力，并将所述电磁力施加于所述待测复合材料上以使所述待测复合材料向外膨胀和/或轴向压缩发生破坏，以测得所述待测复合材料的结构强度；所述支撑机构用于维持装置的结构稳定。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料力学性能测试装置，其特征在于：所述电磁力加载线圈包括径向电磁力加载线圈和轴向电磁力加载线圈，所述驱动机构包括驱动环和驱动板；所述径向电磁力加载线圈套设于所述支撑机构上，所述轴向电磁力加载线圈套设于所述支撑机构上，所述驱动板设置于所述轴向电磁力加载线圈的下部，所述驱动环设置于所述径向电磁力加载线圈的外部，所述径向电磁力加载线圈串联于所述轴向电磁力加载线圈；

所述径向电磁力加载线圈用于接收脉冲电流后产生脉冲磁场；所述驱动环用于在所述脉冲磁场作用下产生感应涡流从而产生径向的电磁力，并将所述径向电磁力施加于所述待测复合材料以使所述待测复合材料向外膨胀；所述轴向电磁力加载线圈用于接收脉冲电流后产生脉冲磁场；所述驱动板用于在所述脉冲磁场作用下产生感应电流从而产生轴向的电磁力，并将所述轴向电磁力施加于所述待测复合材料以使所述待测复合材料轴向压缩。

3.根据权利要求1所述的一种复合材料力学性能测试装置，其特征在于：所述电磁力加载线圈包括径向电磁力加载线圈，所述驱动机构包括驱动环；所述驱动环套设于所述径向电磁力加载线圈的外部；

所述径向电磁力加载线圈用于接收脉冲电流后产生脉冲磁场；所述驱动环用于在所述脉冲磁场作用下产生感应涡流从而产生径向的电磁力，并将所述径向电磁力施加于所述待测复合材料以使所述待测复合材料向外膨胀。

4.根据权利要求1所述的一种复合材料力学性能测试装置，其特征在于：所述电磁力加载线圈包括轴向电磁力加载线圈，所述驱动机构包括驱动板；所述轴向电磁力加载线圈套设于所述支撑机构上，所述驱动板套设于所述支撑机构上并位于所述轴向电磁力加载线圈的下部；

所述轴向电磁力加载线圈用于接收脉冲电流后产生脉冲磁场；所述驱动板用于在所述脉冲磁场作用下产生感应电流从而产生轴向的电磁力，并将所述轴向电磁力施加于所述待测复合材料以使所述待测复合材料轴向压缩。

5.根据权利要求1所述的一种复合材料力学性能测试装置，其特征在于：所述电磁力加载线圈可拆卸地设置于所述支撑机构上。

6.根据权利要求1所述的一种复合材料力学性能测试装置，其特征在于：所述驱动机构可拆卸地设置于所述支撑机构上。

7.一种基于权利要求2或3所述的复合材料力学性能测试装置的复合材料力学性能测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

根据所需的电磁力加载方式将电磁力加载线圈和驱动机构装配在支撑机构上；

将复合材料缠绕于所述驱动机构或所述支撑机构上作为测试样品；

将脉冲电源连接于所述电磁力加载线圈进行放电，同时测量所述电磁力加载线圈的电流数据和磁场数据；

根据所述电流数据和磁场数据以及所述复合材料的破坏情况，评估所述复合材料的力学性能。

8.根据权利要求7所述的复合材料力学性能测试方法，其特征在于：径向电磁力加载时，将所述复合材料环向缠绕于所述驱动机构上；轴向电磁力加载时，将所述复合材料环向缠绕于所述支撑机构上；径向电磁力与轴向电磁力同时加载时，将所述复合材料环向缠绕于驱动环上。