[实用新型]一种四点弯曲柔性支持装置

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料弯曲试验装置，具体是一种四点弯曲柔性支持装置。

现有技术

目前，聚合物基复合材料弯曲性能的测试方法采用三点弯曲或四点弯曲试验方法，如ASTM D 7264M-07、ASTM D 790-03、GB/T 3356-1999等，一般将试验件支持在两个支座上，在跨距中央用一个加载头或两个加载头加载，加载头与试样接触，传递压缩载荷并对试样施加均匀法向位移，支座与试验件接触，限制其法向位移。但是对于非对称/非均衡层压复合材料，由于存在弯曲-扭转耦合变形，如果采用现有的弯曲试验标准，加载头和支座完全限制了试样的扭转耦合变形，并给试验件传入不希望的附加载荷，这样难以获得非对称/非均衡复合材料层压板完整的弯曲性能。

发明内容

为克服现有技术中存在的由于加载头和支座的作用，在非对称/非均衡层压复合材料的弯曲试验中难以获得层压板完整弯曲性能的步骤，本发明提出了一种四点弯曲柔性支持装置。

本发明包括四元缸体、U型导管、活塞、耳叉、刀口、缸盖、堵帽组合件、杠杆横梁和底座，其中，一对四元缸体组合件固定在底座上，另一对四元缸体组合件固定在杠杆横梁上；四元缸体组合件中的每对四元缸体之间通过U型导管连接。

四元缸体组合件包括四元缸体、活塞、耳叉、刀口、四个缸盖、堵帽组合件、直通管接头、油腔底部堵帽和滚动轴承，其中，活塞的活塞头位于四元缸体的油腔内，活塞的活塞杆与耳叉连接；直通管接头安装在四元缸体两侧；油腔底部堵帽位于四元缸体底部的油腔孔内；刀口插入耳叉的两耳之间，并通过螺栓将刀口与耳叉连接；螺栓位于滚动轴承内；滚动轴承安装在刀口的连接孔内。

四元缸体有四个纵向贯通的油腔，并且相邻油腔之间的上部和下部均通过油孔连通；两侧的油腔壁上有直通管接头的安装孔；油腔一端为内螺纹孔；在四元缸体的顶面四个油腔口两侧分布有连接孔；在四元缸体底部有延伸出的固定板；四个油腔底部堵帽装入四元缸体底部的四个螺纹孔中，油腔底部堵帽与油腔之间采用金属密封垫圈密封。

活塞长度略长于油腔高度；环活塞头圆周表面有三条V形槽；活塞端部有外螺纹。堵帽组合件包括堵头、外套螺母和钢丝挡圈组成，其中，环堵头的小直径端的圆周有钢丝挡圈的安装槽，并将钢丝挡圈安放在该安装槽内；外套螺母套装在堵头的大直径端；堵头大直径端端面中心有锥形孔，并且该锥形孔的锥度同直通管接头锥形头的锥度。

缸盖中部有活塞孔，并且活塞孔的位置与油腔对应；缸盖的一端端面的中心有轴向凸出的凸台，该凸台的外径同油腔的内径。

U型导管组合件包括U型导管、平管嘴和外套螺母；U型导管两端为锥形孔，平管嘴套在U型导管上，外套螺母套在平管嘴上；U型导管的喇叭口与直通管接头的锥形头贴合。U型导管与平管嘴之间为间隙配合，平管嘴与外套螺母之间采用间隙配合；平管嘴的锥形孔与U型导管一端喇叭口的外表面贴合。

本发明采用平管嘴和外套螺母作为连接件。其中，平管嘴的内孔为等径孔，一端内孔为锥形；平管嘴的内径同被连接件的外径，平管嘴的外径同外套螺母的内径。外套螺母7的内孔为阶梯状，并且阶梯孔的内径分别同所配合的零件的外径。

本发明采用液压油均匀载荷，在试验机加载时，载荷通过刀口、耳叉、活塞传到缸体的油中，由于缸体的油是连通的，所以四个小油腔中的油传递到试验件上压力是相等的，随试验件的扭曲变形四个小油腔中油面高低不同，由于油压处处相等，这样可实现均匀加载。由于试验件发生扭转变形，在刀口长度范围内试验件的挠度不同，这种差别可通过刀口绕螺栓杆的转动来实现，这样刀口既可随活塞上下移动而上下平动又可绕螺栓杆转动，实现柔性加载。

柔性四点弯曲支持装置使非对称/非均衡复合材料层压板产生明显的扭转耦合变形，表现在试件测量点的载荷～应变曲线上。采用柔性四点弯曲装置，非对称/非均衡复合材料层压板产生弯曲正应变的同时也产生一定的剪应变，且剪应变上下表面符号相反，说明试验件有扭曲变形。而采用常规四点弯曲装置，非对称/非均衡复合材料层压板上只产生弯曲正应变，几乎测不到剪应变，说明常规四点弯曲试验基本上限制了非对称/非均衡层压板试验件的扭曲变形。图1和图2为采用两种试验支持装置试验件测量点的载荷～应变曲线，其中E11表示正应变，其中E12表示剪应变。