本發(fā)明涉及一種低速?zèng)_擊試驗(yàn)夾具，具體涉及一種變尺寸等厚度復(fù)合材料板件低速?zèng)_擊試驗(yàn)夾具。

背景技術(shù)：

先進(jìn)復(fù)合材料因其出色的比強(qiáng)度和比剛度等力學(xué)性能，目前已在民用各工業(yè)生產(chǎn)部門和航空航天飛行器結(jié)構(gòu)中獲得了廣泛的應(yīng)用。將復(fù)合材料應(yīng)用于飛機(jī)各結(jié)構(gòu)部件中，不僅改善了飛機(jī)的氣動(dòng)彈性和隱身等綜合性能，而且對(duì)飛機(jī)各結(jié)構(gòu)部件的高性能化、小型化和輕質(zhì)化起著至關(guān)重要的作用。

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件在制造和使用的過程中，不可避免地會(huì)受到外物的低速低能沖擊。以航空發(fā)動(dòng)機(jī)為例，復(fù)合材料機(jī)匣作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的支撐部件，在制造和使用的過程中，會(huì)遇到兩類低速低能沖擊：1)制造或維修過程中工具的墜落沖擊；2)起飛或著陸時(shí)跑道上碎石、螺釘?shù)刃纬傻臎_擊。在低速低能沖擊載荷作用下，金屬材料構(gòu)件以沖擊部位及其鄰近區(qū)域的塑性變形為能量吸收的主要形式，復(fù)合材料以可恢復(fù)的彈性變形和不可恢復(fù)的不同模式的損傷破壞吸收能量，其損傷破壞模式主要表現(xiàn)為纖維斷裂、基體開裂、基纖剪切和分層等，這些沖擊損傷會(huì)嚴(yán)重削弱復(fù)合材料部件的強(qiáng)度。

沖擊試驗(yàn)是考核材料在沖擊載荷下的力學(xué)性能及損傷破壞的重要研究手段。夾具是沖擊試驗(yàn)中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，試件的夾持固定是靠夾具完成的。沒有可靠的夾具，沖擊試驗(yàn)機(jī)的力值顯示裝置獲得的沖擊力隨時(shí)間的變化曲線與真實(shí)沖擊載荷下的沖擊力隨時(shí)間的變化關(guān)系存在差異，試驗(yàn)得到的沖擊損傷與真實(shí)工況下的沖擊損傷也存在差異。因此，合理正確的設(shè)計(jì)和使用夾具有利于試驗(yàn)的順利進(jìn)行。

目前，沖擊試驗(yàn)夾具的設(shè)計(jì)均是經(jīng)驗(yàn)性的，針對(duì)特定尺寸的試件，在夾具的上、下蓋板上刻有凹槽，用以固定試件的位置，即針對(duì)具體的試件尺寸來設(shè)計(jì)加工夾具。不同尺寸的試件，則需要加工不同的沖擊試驗(yàn)夾具，試驗(yàn)成本大大增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種變尺寸等厚度復(fù)合材料板件低速?zèng)_擊試驗(yàn)夾具，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、緊固可靠等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)沖擊試驗(yàn)夾具上試件尺寸的連續(xù)可變，大大節(jié)約試驗(yàn)成本。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種變尺寸等厚度復(fù)合材料板件低速?zèng)_擊試驗(yàn)夾具，包括上蓋板、下蓋板、中心軸、限位板、連桿和連接塊；

其中，所述上蓋板中部設(shè)置有矩形通孔，且上蓋板的四個(gè)頂角處設(shè)置有階梯孔；所述下蓋板的頂面中部設(shè)置有矩形盲孔，且中心軸可拆卸地設(shè)置于下蓋板底部中心處；下蓋板上設(shè)置有與階梯孔相對(duì)應(yīng)的圓形通孔，通過沉頭螺栓依次貫穿階梯孔與圓形通孔來緊固連接上蓋板與下蓋板；

下蓋板上相對(duì)的兩條側(cè)邊中部設(shè)置有在同一直線上的直槽軌道，且限位板的底面中部設(shè)置有滑塊，四塊限位板分別通過其底部滑塊設(shè)置于四條直槽軌道上，從而保證限位板垂直于下蓋板側(cè)邊的直線滑動(dòng)；開有圓形通槽的兩個(gè)連接塊穿套于中心軸上，且相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)限位板上滑塊底部分別通過長(zhǎng)度相等的連桿與一個(gè)連接塊的兩側(cè)壁鉸接，通過連接塊沿中心軸的移動(dòng)帶動(dòng)相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)限位板沿其所在直槽軌道的同步反向運(yùn)動(dòng)。通過對(duì)稱設(shè)計(jì)保證了同一方向上兩個(gè)限位板的同步反向運(yùn)動(dòng)，從而保證尺寸連續(xù)可變的試件安裝后中心點(diǎn)始終與夾具的中心點(diǎn)重合，也就是保證沖擊點(diǎn)在復(fù)合材料試件的中心位置。

優(yōu)選的，所述連桿與滑塊、連接塊之間通過銷軸連接形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，連接簡(jiǎn)單且裝卸方便。

優(yōu)選的，所述中心軸通過螺紋連接于下蓋板底部中心處，連接穩(wěn)定且裝卸方便。

優(yōu)選的，所述中心軸上套接有兩個(gè)上推螺母，通過轉(zhuǎn)動(dòng)上推螺母實(shí)現(xiàn)連接塊沿中心軸的位置調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與連接塊相連的限位板的位置調(diào)整，控制方便高效且成本較低。

優(yōu)選的，所述下蓋板的底面中部設(shè)置有卡槽，且卡槽中部設(shè)置有矩形凹槽，試件安裝后夾具通過矩形凹槽安裝于沖擊試驗(yàn)機(jī)工作臺(tái)的凸臺(tái)上，中心軸通過螺紋連接于矩形凹槽中心處。

有益效果：本發(fā)明提供的一種變尺寸等厚度復(fù)合材料板件低速?zèng)_擊試驗(yàn)夾具，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、操作簡(jiǎn)單，緊固可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)沖擊試驗(yàn)夾具上試件尺寸的連續(xù)可變，大大節(jié)約了試驗(yàn)成本；2、通過同一方向上等長(zhǎng)度的連桿實(shí)現(xiàn)該方向限位板的同步反向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)四個(gè)限位板與試件的四個(gè)側(cè)邊同時(shí)接觸時(shí)即可保證試件的中心點(diǎn)與夾具的中心點(diǎn)重合，從而保證沖擊點(diǎn)在復(fù)合材料試件的中心位置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種變尺寸等厚度復(fù)合材料板件低速?zèng)_擊試驗(yàn)夾具的裝配示意圖；

圖2為本發(fā)明中下蓋板及中心軸上結(jié)構(gòu)的安裝示意圖；

圖3為本發(fā)明中下蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中心軸與下蓋板的安裝示意圖；

圖5為本發(fā)明中限位板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中連接塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中包括：1、上蓋板，2、限位板，3、下蓋板，4、連接塊，5、上推螺母，6、中心軸，7、連桿，8、矩形通孔，9、階梯孔，10、矩形盲孔，11、圓形通孔，12、直槽軌道，13、滑塊，14、圓形通槽，15、卡槽，16、矩形凹槽。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。

如圖1所示為一種變尺寸等厚度復(fù)合材料板件低速?zèng)_擊試驗(yàn)夾具，包括上蓋板1、下蓋板3、中心軸6、限位板2、連桿7和連接塊4；

其中，所述上蓋板1中部設(shè)置有矩形通孔8，且上蓋板1的四個(gè)頂角處設(shè)置有階梯孔9；所述下蓋板3的頂面中部設(shè)置有矩形盲孔10，且中心軸6可拆卸地設(shè)置于下蓋板3底部中心處；下蓋板3上設(shè)置有與階梯孔9相對(duì)應(yīng)的圓形通孔11，通過沉頭螺栓依次貫穿階梯孔9與圓形通孔11來緊固連接上蓋板1與下蓋板3；

如圖3所示，下蓋板3上相對(duì)的兩條側(cè)邊中部設(shè)置有在同一直線上的直槽軌道12，且限位板2的底面中部設(shè)置有滑塊13，四塊限位板2分別通過其底部滑塊13設(shè)置于四條直槽軌道12上，從而保證限位板2垂直于下蓋板3側(cè)邊的直線滑動(dòng)；如圖2所示，開有圓形通槽14的兩個(gè)連接塊4穿套于中心軸6上，且相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)限位板2上滑塊13底部分別通過長(zhǎng)度相等的連桿7與一個(gè)連接塊4的兩側(cè)壁鉸接，通過連接塊4沿中心軸6的移動(dòng)帶動(dòng)相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)限位板2沿其所在直槽軌道12的同步反向運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例中，所述中心軸6上套接有兩個(gè)上推螺母5，通過轉(zhuǎn)動(dòng)上推螺母5實(shí)現(xiàn)連接塊4在中心軸6上的位置調(diào)整；如圖5、6所示，所述連桿7與滑塊13、連接塊4之間通過銷軸連接形成轉(zhuǎn)動(dòng)副。

如圖4所示，所述下蓋板3的底面中部設(shè)置有卡槽15，且卡槽15中部設(shè)置有矩形凹槽16，中心軸6通過螺紋連接于矩形凹槽16中心處。

本發(fā)明的具體實(shí)施方式如下：

使用時(shí)，將中心軸6通過螺紋連接于矩形凹槽16中心處，并將兩個(gè)連接塊4與兩個(gè)上推螺母5按照?qǐng)D2所示的順序穿套在中心軸6上；將四個(gè)限位板2分別安裝在下蓋板3的直槽軌道12上，并按照?qǐng)D2所示，將同一方向上的兩個(gè)限位板2通過等長(zhǎng)的連桿7連接在同一連接塊4上；通過轉(zhuǎn)動(dòng)上推螺母5調(diào)整連接塊4在中心軸6上的位置，進(jìn)而通過連桿7帶動(dòng)限位板2沿直槽軌道12的滑動(dòng)，使得相對(duì)設(shè)置的限位板2之間的距離大于試件在同一方向上的尺寸；

將矩形等厚度復(fù)合材料試件放置在下蓋板3的上表面、四個(gè)限位板2的中間位置，且試件的厚度需大于限位板2的厚度；轉(zhuǎn)動(dòng)下方的上推螺母5，使得其上的連接塊4沿中心軸6上向下移動(dòng)，限位板2在連接塊4重力的作用下由連桿7帶動(dòng)向下蓋板3中心移動(dòng)，至限位板2與試件側(cè)邊接觸，此時(shí)上推螺母5與連接塊4之間出現(xiàn)間隙，通過等長(zhǎng)的連桿7保證了試件在該方向上的中心位于夾具的中心軸線上；

當(dāng)試件的中心在兩個(gè)垂直方向均位于夾具的中心軸線上，將上蓋板1放置于試件之上，對(duì)齊上、下蓋板之間的四個(gè)通孔，采用沉頭螺栓緊固連接上、下蓋板，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料板件的緊固夾持；

按順序移除限位板2與連桿7之間的銷軸、連桿7與連接塊4之間的銷軸、四個(gè)限位板2和中心軸6；將固定好復(fù)合材料試件的沖擊試驗(yàn)夾具通過下蓋板下方的矩形凹槽16安裝在沖擊試驗(yàn)機(jī)工作臺(tái)的凸臺(tái)上，即可保證沖擊試驗(yàn)點(diǎn)在試件的正中心位置。

試驗(yàn)測(cè)試表明，本發(fā)明的變尺寸等厚度復(fù)合材料板件低速?zèng)_擊試驗(yàn)夾具可以很好的緊固復(fù)合材料板狀試件，并保證試件的中心位于夾具的中心軸線上，從而保證沖擊點(diǎn)在復(fù)合材料板件的中心位置。該夾具能夠?qū)崿F(xiàn)試件尺寸的連續(xù)可變，從而解決了現(xiàn)有沖擊試驗(yàn)夾具試驗(yàn)件尺寸單一的問題，降低了試驗(yàn)成本。該夾具還可以適用于其他材料的板狀試件的低速?zèng)_擊試驗(yàn)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。