[发明专利]可同步双向施加预载荷的复合材料冲击测试装置及方法

说明书

本发明提供一种可同步双向施加预载荷的复合材料冲击测试装置及方法，包括有支架、滑动组件、支撑底座和至少两组夹紧组件；滑动组件与支架滑动连接，滑动组件位于支撑底座的下方；支撑底座固定安装在支架的上端；夹紧组件包括有两个相互对称的夹紧件，两组夹紧组件的夹紧件沿支撑底座的中心处周向分布，夹紧件与支撑底座滑动连接；夹紧件与滑动组件之间设置有连接件，连接件的一端与夹紧件的一端可转动连接，夹紧件的另一端用于夹紧待检测的复合材料层合板，连接件的另一端与滑动组件可转动连接。本发明实现了双向且同步对复合材料层合板施加预拉或预压载荷，克服了单方向加载应力不均匀、不同步的问题，确保了冲击时在复合材料层合板中心受力。

技术领域

本发明涉及复合材料测试技术领域，尤其涉及一种可同步双向施加预载荷的复合材料冲击测试装置及方法。

背景技术

复合材料层合板具有高的比强度、比刚度、耐疲劳等性能，广泛应用于航空、航天、汽车等领域，其使用比例决定了结构的轻量化程度和主要性能。由于其服役环境易受到冲击破坏，因此结构设计中关键之一是要研究分析其抗冲击性能。

目前测试复合材料层合板抗冲击性能、研究其冲击响应的主要方法是落锤冲击试验。但在ASTM D7136-12复合材料落锤冲击试验标准和已有研究中，预设了实验前提环境是理想的无预加载荷条件。复合材料在实际服役环境中，自身容易受到多方向的复杂载荷，如高压载荷、离心动载和气动载荷等。这使得对复合材料层合板的冲击损伤研究与实际存在较大误差。因此，为了更加实际地分析复合材料层合板在服役中的冲击损伤响应，部分冲击测试装置会设置有相应的能够实现施加预应力(预拉、预压)的冲击测试夹具。

但是，现有的测试装置中，只能对复合材料层合板施加单向拉或单向压的应力。然而复合材料层合板具有各向异性，且实际服役时载荷复杂，并非只受简单的单向拉、或单向压应力，因此已有装置中设计的夹具实现预应力条件有限，且存在单方向加载应力不均匀、不同步等问题，导致冲击时受力点预加载荷不居中。

发明内容

本发明提供一种可同步双向施加预载荷的复合材料冲击测试装置及方法，用以解决现有技术中的复合材料冲击测试装置存在只能对复合材料层合板施加单向拉或单向压的应力，单方向加载应力不均匀、不同步，导致冲击时受力点预加载荷不居中等缺陷，实现了双向且同步对复合材料层合板施加预拉或预压载荷，克服了单方向加载应力不均匀、不同步的问题，确保了冲击时在复合材料层合板中心受力。

本发明提供一种可同步双向施加预载荷的复合材料冲击测试装置，包括有支架、滑动组件、支撑底座和至少两组夹紧组件；

所述滑动组件与所述支架滑动连接，所述滑动组件位于所述支撑底座的下方；

所述支撑底座固定安装在所述支架的上端，所述支撑底座用于对待检测的复合材料层合板起到支撑作用；

所述夹紧组件包括有两个相互对称的夹紧件，两组所述夹紧组件的所述夹紧件沿所述支撑底座的中心处周向分布，所述夹紧件与所述支撑底座滑动连接；

所述夹紧件与所述滑动组件之间设置有连接件，所述连接件的一端与所述夹紧件的一端可转动连接，所述夹紧件的另一端用于夹紧待检测的复合材料层合板，所述连接件的另一端与所述滑动组件可转动连接。

根据本发明提供的一种可同步双向施加预载荷的复合材料冲击测试装置，所述滑动组件包括有载荷滑台以及与所述夹紧件数量相等的连接结构，所述连接结构与所述夹紧件一一对应，所述连接件的另一端与所述连接结构可转动连接。

根据本发明提供的一种可同步双向施加预载荷的复合材料冲击测试装置，所述支撑底座包括有支撑台以及与所述夹紧件数量相等的支撑块，所述支撑块固定安装在所述支架上，所述支撑台固定安装在多个所述支撑块之间，所述支撑块以所述支撑台为中心周向分布。

根据本发明提供的一种可同步双向施加预载荷的复合材料冲击测试装置，所述支撑块的内侧角处设置有台阶，所述台阶位于所述支撑台的上方。