[发明专利]一种用于复合材料曲梁静压痕的试验装置

说明书

本申请属于复合材料性能测试领域，特别涉及一种用于复合材料曲梁静压痕的试验装置。包括压缩平台、底座、下支座、试样以及冲击组件。压缩平台呈圆形；底座固定安装在压缩平台上；下支座包括第一下支座和第二下支座，第一下支座以及第二下支座对称固定安装在底座上，第一下支座具有第一斜面支撑部，第二下支座具有第二斜面支撑部，第一斜面支撑部以及第二斜面支撑部均与轴线呈α角度；试样包括两个平直段以及连接两个平直段的弧形段，两个平直段之间具有2α角度，两个平直段分别通过试样固定组件安装在第一斜面支撑部以及第二斜面支撑部上；冲击组件用于对试样的弧形段顶点施加冲击载荷。本申请适用于各种厚度的复合材料曲梁试样静压痕的试验。

技术领域

本申请属于复合材料性能测试领域，特别涉及一种用于复合材料曲梁静压痕的试验装置。

背景技术

在复合材料的应用中，由于其层间性能较弱，且很多内部分层损伤是目视不可见的，使得对复合材料的损伤特性研究成为应用时的一项关键考察因素。静压痕法是常采用的一种定量引入损伤的方法，其实现方式为通过与试验机连接的压头以恒定速率对试样施加压缩载荷，在试样内定量可控的引入损伤。

针对矩形平板试样的损伤引入在ASTM D 7136中对试验夹具及方法均有明确的要求，但是随着复合材料结构一体化的快速发展，在油箱、梁缘条等位置出现了曲梁结构，复合材料曲梁试样由长为L的直线段和夹角为90°的R区组成。在R区顶点位置引入静压痕损伤需要解决加载过程中试样如何保持稳定、试样静压痕损伤位置如何对中、损伤引入时如何避免试样弹性变形抵消静压痕能量等一系列问题，目前国内外未见相关试验标准。现有技术中采用的支持夹具较为简单且在应用中存在以下问题：(a)该装置未与试验机刚性连接，在进行静压痕试验时夹具直接放置在试验机平台上，无法保障夹具对中及加载过程中的夹具滑动等问题；(b)该装置对曲梁试样的直线段部分缺少背部支撑，仅在两侧限制了曲梁试样的横向变形，在受到静压痕载荷时，曲梁将出现弹性变形吸收静压痕载荷的能量，造成损伤目标值与实际值出现偏差。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种用于复合材料曲梁静压痕的试验装置，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种用于复合材料曲梁静压痕的试验装置，包括：

压缩平台，所述压缩平台呈圆形；

底座，所述底座固定安装在所述压缩平台上；

下支座，所述下支座包括第一下支座和第二下支座，所述第一下支座以及所述第二下支座对称固定安装在所述底座上，所述第一下支座具有第一斜面支撑部，所述第二下支座具有第二斜面支撑部，所述第一斜面支撑部以及所述第二斜面支撑部均与轴线呈α角度；

试样，所述试样包括两个平直段以及连接两个所述平直段的弧形段，两个所述平直段之间具有2α角度，两个所述平直段分别通过试样固定组件安装在所述第一斜面支撑部以及所述第二斜面支撑部上；

冲击组件，所述冲击组件用于对所述试样的弧形段顶点施加冲击载荷。

可选地，还包括两个圆盘限位块，两个所述圆盘限位块分别设置在所述底座的底部两端，所述圆盘限位块的内侧设置有与所述压缩平台相适配的圆弧段。

可选地，还包括两个底座限位条，两个所述底座限位条分别设置在所述底座的两侧，所述底座限位条包括呈L形设置的第一限位段以及第二限位段，所述第一限位段与所述压缩平台固定连接，所述第二限位段抵接所述底座。

可选地，所述底座限位条上开设有长条孔，通过紧固件将所述底座限位条与所述压缩平台固定连接。

可选地，所述底座的顶部两端均设置有限位凸台，所述第一下支座以及所述第二下支座分别与对应侧的限位凸台抵接后，通过紧固件对称固定安装在所述底座上。