一種複合材料測試試樣表面快速加工裝置製造方法
2024-02-20 17:36:15
一種複合材料測試試樣表面快速加工裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提出一種複合材料測試試樣表面快速加工裝置，包括底板、擋塊、壓板、法蘭盤、頂杆、擋邊和支架，擋塊固定安裝在底板的前後兩側，擋邊固定安裝在底板一端，支架固定安裝在擋塊上，頂杆穿過支架並與支架螺紋連接，頂杆上端與法蘭盤固定，頂杆下端與壓板固定連接，複合材料測試試樣放置在底板上，底板、擋塊、壓板和擋邊共同固定複合材料測試試樣，限制複合材料測試試樣在X、Y、Z三個方向的移動。本實用新型能實現複合材料測試試樣的批量打磨，提高加工效率95％以上；本實用新型能夠保證試樣打磨的均勻性和表面狀態的一致性，較大程度地減小力學性能測試結果的離散係數，提高測試結果的可靠性。
【專利說明】一種複合材料測試試樣表面快速加工裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種複合材料測試試樣表面快速加工裝置，屬於複合材料力學性能測試【技術領域】。
【背景技術】
[0002]複合材料結構一般採用許用應變設計，設計時應注意複合材料在性能、失效模式、耐久性、損傷容限、製造工藝、質量控制等方面與金屬材料有較大差異，都應保證結構在使用載荷下有足夠的強度和剛度，在設計載荷下安全裕度應大於零。
[0003]因此，對於設計選用的複合材料在使用前必須進行力學性能測試，開展高溫或者常溫下拉伸、壓縮、彎曲、剪切等各種材料力學強度的性能測試。按照力學測試標準要求，必須製備標準尺寸的測試試樣，供測試儀器使用。
[0004]複合材料力學測試試樣製作質量會在很大程度上影響試樣的力學測試結果。切割後的試樣在進行力學測試前需對兩端加強片粘接部位進行打磨並在兩端粘接加強片。打磨程度及一致性是影響試樣力學測試結果準確性的重要因素，控制不好會導致複合材料力學測試的結果離散性較大。現有試樣的製作過程存在以下問題:
[0005]①打磨均勻性差。操作者分別對每個試樣的兩端雙面用砂紙進行手工打磨，每個面的打磨量很難控制，打磨後表面粗糙度的均勻性和各試樣的一致性較差，會對粘接質量的一致性造成影響。
[0006]②打磨效率低。對每個試樣進行兩端上下兩面進行打磨，操作熟練者至少需用5分鐘時間。通常力學性能試驗數量較多，打磨工序累計耗時較大。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的在於克服現有技術不足，提供一種提高打磨均勻性、高效率的複合材料測試試樣表面快速加工裝置。
[0008]本實用新型的技術解決方案:一種複合材料測試試樣表面快速加工裝置，包括底板、擋塊、壓板、法蘭盤、頂杆、擋邊和支架，擋塊固定安裝在底板的前後兩側，擋邊固定安裝在底板一端，支架固定安裝在擋塊上，頂杆穿過支架並與支架螺紋連接，頂杆上端與法蘭盤固定，頂杆下端與壓板固定連接，複合材料測試試樣放置在底板上，底板、擋塊、壓板和擋邊共同固定複合材料測試試樣，限制複合材料測試試樣在x、y、z三個方向的移動。
[0009]還包括吸塵器接嘴，吸塵器接嘴與支架連接。
[0010]所述的支架為II型框架結構，由橫梁和兩側的豎梁組成，橫梁中心加工螺紋孔。
[0011]所述的頂杆為圓柱體結構，圓柱體結構上部加工螺紋。
[0012]所述的擋邊比複合材料測試試樣上表面高度低0.5±0.2mm。
[0013]本實用新型與現有技術相比的有益效果:
[0014](I)本實用新型能實現複合材料測試試樣的批量打磨，提高加工效率95%以上；
[0015](2)本實用新型能夠保證試樣打磨的均勻性和表面狀態的一致性，較大程度地減小力學性能測試結果的離散係數，提高測試結果的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0018]本實用新型如圖1所示，包括底板1、擋塊2、壓板3、法蘭盤4、頂杆5、擋邊7和支架8，擋塊2固定安裝在底板I的前後兩側，擋邊7固定安裝在底板I 一端，支架8固定安裝在擋塊2上，頂杆5穿過支架8並與支架8螺紋連接，頂杆5上端與法蘭盤4固定，頂杆5下端與壓板3固定連接，複合材料測試試樣9放置在底板I上，底板1、擋塊2、壓板3和擋邊7共同固定複合材料測試試樣9,限制複合材料測試試樣9在X、Y、Z三個方向的移動。
[0019]支架8為II型框架結構，由橫梁和兩側的豎梁組成，橫梁中心加工螺紋孔，頂杆5穿過橫梁中心的螺紋孔並與其螺紋配合，兩側的豎梁分別與兩個擋塊2固定連接。
[0020]頂杆5為圓柱體結構，圓柱體結構上部加工螺紋,與支架8的橫梁配合，圓柱體頂端固定連接法蘭盤4，圓柱體結構下端與壓板3固定連接，將作用力傳遞給壓板3，從而使壓板3能與複合材料測試試樣9緊密貼合。
[0021]本實用新型還包括吸塵器接嘴6，吸塵器接嘴6與支架8的橫梁固定連接，吸塵器接嘴6為內部空心結構，可以連接工業吸塵器接頭軟管，吸附打磨過程產生的纖維粉塵。接嘴做成梯形形狀可以吸附更多的纖維粉塵，減少對周圍環境的汙染。
[0022]轉動法蘭盤4，法蘭盤4將作用力傳遞給頂杆5，頂杆5與支架8螺紋配合，帶動壓板3上下運動，實現對複合材料測試試樣9的裝卸和夾緊。
[0023]複合材料測試試樣9安裝在本實用新型後，擋邊7比複合材料測試試樣9上表面高度低0.5±0.2_，避免打磨時平板砂紙機接觸擋邊7，造成擋邊7損傷。
[0024]複合材料測試試樣9為多個測試試樣對齊排成一列，可以是拉伸試驗測試試樣、壓縮試驗測試試樣、彎曲試驗測試試樣或者其它力學性能測試試樣，製作試樣的原材料可為單向纖維或者平紋織物。
[0025]本實用新型工作原理:
[0026]轉動法蘭盤4，作用力傳遞給頂杆5，頂杆5帶動壓板3向上運動，將多個的複合材料測試試樣9排成一列，緊貼擋邊7對齊，放在底板I上，此時反方向法蘭盤4，作用力傳遞給頂杆5，頂杆5帶動壓板3向下運動，夾緊複合材料測試試樣9，此時使用平板砂紙機對複合材料測試試樣9進行單邊打磨，採用同樣的方式實現複合材料測試試樣9另一側和翻轉面的打磨工序，根據複合材料測試試樣9尺寸大小不同，一次可以實現10?50個不等數量複合材料測試試樣9的批量打磨。
[0027]使用本實用新型前，打磨每個複合材料測試試樣兩端上下兩面，操作熟練者至少需用5分鐘時間。使用本實用新型後，加工100個0°拉伸、90°拉伸、0°壓縮、90°壓縮試樣所用時間分別為21分鐘、42分鐘、10分鐘和17分鐘，效率分別提高95.8%、91.6%、98%和 96.6%o
[0028]如表I所示，手工和本實用新型打磨100個複合材料測試試樣進行對比，結果證明本實用新型可以保證試樣打磨的均勻性和表面狀態的一致性，較大程度地減小力學性能測試結果的離散係數。
[0029]表1100個複合材料試樣的力學性能離散係數對比
[0030]
【權利要求】
1.一種複合材料測試試樣表面快速加工裝置，其特徵在於:包括底板(I)、擋塊(2)、壓板(3)、法蘭盤(4)、頂杆(5)、擋邊(7)和支架(8)，擋塊(2)固定安裝在底板(I)的前後兩偵牝擋邊(7)固定安裝在底板(I) 一端，支架(8)固定安裝在擋塊(2)上，頂杆(5)穿過支架(8)並與支架(8)螺紋連接，頂杆(5)上端與法蘭盤(4)固定，頂杆(5)下端與壓板(3)固定連接，複合材料測試試樣(9)放置在底板(I)上，底板(I)、擋塊(2)、壓板(3)和擋邊(7)共同固定複合材料測試試樣(9)，限制複合材料測試試樣(9)在X、Y、Z三個方向的移動。
2.根據權利要求1所述的一種複合材料測試試樣表面快速加工裝置，其特徵在於:還包括吸塵器接嘴(6)，吸塵器接嘴(6)與支架(8)連接。
3.根據權利要求1所述的一種複合材料測試試樣表面快速加工裝置，其特徵在於:所述的支架(8)為II型框架結構，由橫梁和兩側的豎梁組成，橫梁中心加工螺紋孔。
4.根據權利要求1所述的一種複合材料測試試樣表面快速加工裝置，其特徵在於:所述的頂杆(5)為圓柱體結構，圓柱體結構上部加工螺紋。
5.根據權利要求1所述的一種複合材料測試試樣表面快速加工裝置，其特徵在於:所述的擋邊(7)比複合材料測試試樣(9)上表面高度低0.5±0.2mm。
【文檔編號】G01N1/28GK203443826SQ201320500932
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年8月16日 優先權日:2013年8月16日
【發明者】武海生, 韓蕾, 李麗英 申請人:航天特種材料及工藝技術研究所