[发明专利]一种变尺寸等厚度复合材料板件低速冲击试验夹具

说明书

本发明公开了一种变尺寸等厚度复合材料板件低速冲击试验夹具，包括上盖板、下盖板、中心轴、限位板、连杆和连接块；所述中心轴通过螺纹连接于下盖板底部中心处，通过沉头螺栓依次贯穿阶梯孔与圆形通孔来紧固连接上盖板与下盖板；四块限位板分别通过其底部滑块设置于下盖板的四条直槽轨道上，开有圆形通槽的两个连接块穿套于中心轴上，且相对设置的两个限位板上滑块底部分别通过长度相等的连杆与一个连接块的两侧壁铰接，通过连接块沿中心轴的移动带动相对设置的两个限位板沿其所在直槽轨道的同步反向运动。本发明能够实现冲击试验夹具上试件尺寸的连续可变，并保证冲击点在复合材料板件的中心位置，有效降低了试验成本，操作简单且紧固可靠。

技术领域

本发明涉及一种低速冲击试验夹具，具体涉及一种变尺寸等厚度复合材料板件低速冲击试验夹具。

背景技术

先进复合材料因其出色的比强度和比刚度等力学性能，目前已在民用各工业生产部门和航空航天飞行器结构中获得了广泛的应用。将复合材料应用于飞机各结构部件中，不仅改善了飞机的气动弹性和隐身等综合性能，而且对飞机各结构部件的高性能化、小型化和轻质化起着至关重要的作用。

复合材料结构件在制造和使用的过程中，不可避免地会受到外物的低速低能冲击。以航空发动机为例，复合材料机匣作为航空发动机转子的支撑部件，在制造和使用的过程中，会遇到两类低速低能冲击：1)制造或维修过程中工具的坠落冲击；2)起飞或着陆时跑道上碎石、螺钉等形成的冲击。在低速低能冲击载荷作用下，金属材料构件以冲击部位及其邻近区域的塑性变形为能量吸收的主要形式，复合材料以可恢复的弹性变形和不可恢复的不同模式的损伤破坏吸收能量，其损伤破坏模式主要表现为纤维断裂、基体开裂、基纤剪切和分层等，这些冲击损伤会严重削弱复合材料部件的强度。

冲击试验是考核材料在冲击载荷下的力学性能及损伤破坏的重要研究手段。夹具是冲击试验中一个很重要的环节，试件的夹持固定是靠夹具完成的。没有可靠的夹具，冲击试验机的力值显示装置获得的冲击力随时间的变化曲线与真实冲击载荷下的冲击力随时间的变化关系存在差异，试验得到的冲击损伤与真实工况下的冲击损伤也存在差异。因此，合理正确的设计和使用夹具有利于试验的顺利进行。

目前，冲击试验夹具的设计均是经验性的，针对特定尺寸的试件，在夹具的上、下盖板上刻有凹槽，用以固定试件的位置，即针对具体的试件尺寸来设计加工夹具。不同尺寸的试件，则需要加工不同的冲击试验夹具，试验成本大大增加。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种变尺寸等厚度复合材料板件低速冲击试验夹具，具有结构简单、使用方便、紧固可靠等特点，能够实现冲击试验夹具上试件尺寸的连续可变，大大节约试验成本。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种变尺寸等厚度复合材料板件低速冲击试验夹具，包括上盖板、下盖板、中心轴、限位板、连杆和连接块；

其中，所述上盖板中部设置有矩形通孔，且上盖板的四个顶角处设置有阶梯孔；所述下盖板的顶面中部设置有矩形盲孔，且中心轴可拆卸地设置于下盖板底部中心处；下盖板上设置有与阶梯孔相对应的圆形通孔，通过沉头螺栓依次贯穿阶梯孔与圆形通孔来紧固连接上盖板与下盖板；

下盖板上相对的两条侧边中部设置有在同一直线上的直槽轨道，且限位板的底面中部设置有滑块，四块限位板分别通过其底部滑块设置于四条直槽轨道上，从而保证限位板垂直于下盖板侧边的直线滑动；开有圆形通槽的两个连接块穿套于中心轴上，且相对设置的两个限位板上滑块底部分别通过长度相等的连杆与一个连接块的两侧壁铰接，通过连接块沿中心轴的移动带动相对设置的两个限位板沿其所在直槽轨道的同步反向运动。通过对称设计保证了同一方向上两个限位板的同步反向运动，从而保证尺寸连续可变的试件安装后中心点始终与夹具的中心点重合，也就是保证冲击点在复合材料试件的中心位置。

优选的，所述连杆与滑块、连接块之间通过销轴连接形成转动副，连接简单且装卸方便。