[发明专利]一种NOL环测试装置参数确定方法及测试装置

说明书

本发明涉及一种NOL环测试装置参数确定方法及测试装置，属于复合材料强加工与测试技术领域，该实验测试装置包括有底座、底板、顶板、滑块、顶柱。其中，底板和顶板是用螺栓连接方式安装于底座上的固定结构件，底座上表面开设有滑动燕尾槽导向结构，供滑块受到顶柱的挤压后可以自由的在径向产生滑动；底座上还开设有相应的螺栓连接孔，便于底座与底板、顶板相连接。滑块底部设计有燕尾槽结构，便于其与底座燕尾槽导向紧密贴合，滑块内侧轮廓圆弧面上设计有倾斜面，便于将顶柱的向下运动转换为滑块的进行位移移动，从而实现复合材料环形样件的径向膨胀，缓解了复合材料环形样件的应力集中现象，对于承受内压载荷的模拟更加真实、可靠。

技术领域

本发明涉及复合材料强加工与测试领域，特别是涉及一种NOL环测试装置参数确定方法及测试装置。

背景技术

复合材料压力容器与传统金属容器相比，具有重量轻、比强度高等特点，采用复合材料有助于很大程度地减轻车载储氢气瓶、火箭发动机等产品的消极质量，提高压力容器的强度，增强其运载能力。复合材料压力容器设计过程中常常包含有环向缠绕层和螺旋缠绕层，且在内压载荷过程中环向缠绕层主要承担大部分的内压载荷。因此，在纤维缠绕压力容器设计研制过程中常常需要制备复合材料NOL环实验样件以测试该成型工艺下该种材料体系所得提供的最大承载能力，进而为纤维缠绕成型压力容器的设计校核以及实验测试奠定理论和数据基础。

通常传统的复合材料NOL(Naval Ordnance Laboratory)环测试装置如图1所示，由图1可知，该拉伸实验装置分为上下两个部分，中间间隔有一定的距离，图2为NOL环拉伸试样，当进行拉伸载荷之后，间隔段的NOL环实验样件会出现应力集中，具体呈现形式如图3所示，由图3可知，间隔段的NOL呈现出明显的拉直状态，与图4的NOL理想受载形式不相符，最终导致NOL环实验样件的变形形式呈现出如图5所示的类椭圆状态，从而在间隔段附近发生曲率突变，使得附近存在应力集中现象，进而导致NOL环实验测试样件实际发挥强度较理想内压载荷下较小。因此，设计一种测试装置，可以将实验样件在测试过程中的局部应力集中进行分解、转移，从而缓解试验样件附加载荷具有极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种NOL环测试装置参数确定方法及测试装置，以减缓环形实验样件在拉伸过程中存在应力集的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种NOL环测试装置参数确定方法，所述参数确定方法包括：

预估NOL测试强度范围；

给定滑块份数；

确定滑块内轮廓弧长；

基于所述滑块内轮廓弧长确定滑块内轮廓应力值；

确定燕尾槽长度和燕尾槽宽度；

基于所述燕尾槽长度和燕尾槽宽度确定燕尾槽根部应力值；

基于所述滑块内轮廓应力值和所述燕尾槽根部应力值确定金属弹性极限强度值；

判断所述金属弹性极限强度值是否满足强度限定；

若不满足，则重新给定滑块份数；

若满足，则确定滑块内径、滑块内轮廓弧长、滑块外轮廓弧长、燕尾槽长度以及燕尾槽宽度。

基于本发明中的上述方法，本发明另外提供一种NOL环测试装置，所述测试装置包括：

底座，所述底座的上表面开设有导向槽，所述底座的下表面开设有凹槽；

底板，所述底板设置在所述凹槽内；

滑块，所述滑块的底部设置有燕尾槽结构，所述燕尾槽结构设置在所述导向槽内，且与所述导向槽的尺寸相匹配，所述燕尾槽结构在所述导向槽内滑动；所述滑块为多个，多个滑块形成圆环；