一种复合材料测试试样表面快速加工装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提出一种复合材料测试试样表面快速加工装置，包括底板、挡块、压板、法兰盘、顶杆、挡边和支架，挡块固定安装在底板的前后两侧，挡边固定安装在底板一端，支架固定安装在挡块上，顶杆穿过支架并与支架螺纹连接，顶杆上端与法兰盘固定，顶杆下端与压板固定连接，复合材料测试试样放置在底板上，底板、挡块、压板和挡边共同固定复合材料测试试样，限制复合材料测试试样在X、Y、Z三个方向的移动。本实用新型能实现复合材料测试试样的批量打磨，提高加工效率95％以上；本实用新型能够保证试样打磨的均匀性和表面状态的一致性，较大程度地减小力学性能测试结果的离散系数，提高测试结果的可靠性。
【专利说明】一种复合材料测试试样表面快速加工装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种复合材料测试试样表面快速加工装置，属于复合材料力学性能测试【技术领域】。
【背景技术】
[0002]复合材料结构一般采用许用应变设计，设计时应注意复合材料在性能、失效模式、耐久性、损伤容限、制造工艺、质量控制等方面与金属材料有较大差异，都应保证结构在使用载荷下有足够的强度和刚度，在设计载荷下安全裕度应大于零。
[0003]因此，对于设计选用的复合材料在使用前必须进行力学性能测试，开展高温或者常温下拉伸、压缩、弯曲、剪切等各种材料力学强度的性能测试。按照力学测试标准要求，必须制备标准尺寸的测试试样，供测试仪器使用。
[0004]复合材料力学测试试样制作质量会在很大程度上影响试样的力学测试结果。切割后的试样在进行力学测试前需对两端加强片粘接部位进行打磨并在两端粘接加强片。打磨程度及一致性是影响试样力学测试结果准确性的重要因素，控制不好会导致复合材料力学测试的结果离散性较大。现有试样的制作过程存在以下问题:
[0005]①打磨均匀性差。操作者分别对每个试样的两端双面用砂纸进行手工打磨，每个面的打磨量很难控制，打磨后表面粗糙度的均匀性和各试样的一致性较差，会对粘接质量的一致性造成影响。
[0006]②打磨效率低。对每个试样进行两端上下两面进行打磨，操作熟练者至少需用5分钟时间。通常力学性能试验数量较多，打磨工序累计耗时较大。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于克服现有技术不足，提供一种提高打磨均匀性、高效率的复合材料测试试样表面快速加工装置。
[0008]本实用新型的技术解决方案:一种复合材料测试试样表面快速加工装置，包括底板、挡块、压板、法兰盘、顶杆、挡边和支架，挡块固定安装在底板的前后两侧，挡边固定安装在底板一端，支架固定安装在挡块上，顶杆穿过支架并与支架螺纹连接，顶杆上端与法兰盘固定，顶杆下端与压板固定连接，复合材料测试试样放置在底板上，底板、挡块、压板和挡边共同固定复合材料测试试样，限制复合材料测试试样在x、y、z三个方向的移动。
[0009]还包括吸尘器接嘴，吸尘器接嘴与支架连接。
[0010]所述的支架为II型框架结构，由横梁和两侧的竖梁组成，横梁中心加工螺纹孔。
[0011]所述的顶杆为圆柱体结构，圆柱体结构上部加工螺纹。
[0012]所述的挡边比复合材料测试试样上表面高度低0.5±0.2mm。
[0013]本实用新型与现有技术相比的有益效果:
[0014](I)本实用新型能实现复合材料测试试样的批量打磨，提高加工效率95%以上；
[0015](2)本实用新型能够保证试样打磨的均匀性和表面状态的一致性，较大程度地减小力学性能测试结果的离散系数，提高测试结果的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图对本实用新型进行详细说明。
[0018]本实用新型如图1所示，包括底板1、挡块2、压板3、法兰盘4、顶杆5、挡边7和支架8，挡块2固定安装在底板I的前后两侧，挡边7固定安装在底板I 一端，支架8固定安装在挡块2上，顶杆5穿过支架8并与支架8螺纹连接，顶杆5上端与法兰盘4固定，顶杆5下端与压板3固定连接，复合材料测试试样9放置在底板I上，底板1、挡块2、压板3和挡边7共同固定复合材料测试试样9,限制复合材料测试试样9在X、Y、Z三个方向的移动。
[0019]支架8为II型框架结构，由横梁和两侧的竖梁组成，横梁中心加工螺纹孔，顶杆5穿过横梁中心的螺纹孔并与其螺纹配合，两侧的竖梁分别与两个挡块2固定连接。
[0020]顶杆5为圆柱体结构，圆柱体结构上部加工螺纹,与支架8的横梁配合，圆柱体顶端固定连接法兰盘4，圆柱体结构下端与压板3固定连接，将作用力传递给压板3，从而使压板3能与复合材料测试试样9紧密贴合。
[0021]本实用新型还包括吸尘器接嘴6，吸尘器接嘴6与支架8的横梁固定连接，吸尘器接嘴6为内部空心结构，可以连接工业吸尘器接头软管，吸附打磨过程产生的纤维粉尘。接嘴做成梯形形状可以吸附更多的纤维粉尘，减少对周围环境的污染。
[0022]转动法兰盘4，法兰盘4将作用力传递给顶杆5，顶杆5与支架8螺纹配合，带动压板3上下运动，实现对复合材料测试试样9的装卸和夹紧。
[0023]复合材料测试试样9安装在本实用新型后，挡边7比复合材料测试试样9上表面高度低0.5±0.2_，避免打磨时平板砂纸机接触挡边7，造成挡边7损伤。
[0024]复合材料测试试样9为多个测试试样对齐排成一列，可以是拉伸试验测试试样、压缩试验测试试样、弯曲试验测试试样或者其它力学性能测试试样，制作试样的原材料可为单向纤维或者平纹织物。
[0025]本实用新型工作原理:
[0026]转动法兰盘4，作用力传递给顶杆5，顶杆5带动压板3向上运动，将多个的复合材料测试试样9排成一列，紧贴挡边7对齐，放在底板I上，此时反方向法兰盘4，作用力传递给顶杆5，顶杆5带动压板3向下运动，夹紧复合材料测试试样9，此时使用平板砂纸机对复合材料测试试样9进行单边打磨，采用同样的方式实现复合材料测试试样9另一侧和翻转面的打磨工序，根据复合材料测试试样9尺寸大小不同，一次可以实现10?50个不等数量复合材料测试试样9的批量打磨。
[0027]使用本实用新型前，打磨每个复合材料测试试样两端上下两面，操作熟练者至少需用5分钟时间。使用本实用新型后，加工100个0°拉伸、90°拉伸、0°压缩、90°压缩试样所用时间分别为21分钟、42分钟、10分钟和17分钟，效率分别提高95.8%、91.6%、98%和 96.6%o
[0028]如表I所示，手工和本实用新型打磨100个复合材料测试试样进行对比，结果证明本实用新型可以保证试样打磨的均匀性和表面状态的一致性，较大程度地减小力学性能测试结果的离散系数。
[0029]表1100个复合材料试样的力学性能离散系数对比
[0030]
【权利要求】
1.一种复合材料测试试样表面快速加工装置，其特征在于:包括底板(I)、挡块(2)、压板(3)、法兰盘(4)、顶杆(5)、挡边(7)和支架(8)，挡块(2)固定安装在底板(I)的前后两侦牝挡边(7)固定安装在底板(I) 一端，支架(8)固定安装在挡块(2)上，顶杆(5)穿过支架(8)并与支架(8)螺纹连接，顶杆(5)上端与法兰盘(4)固定，顶杆(5)下端与压板(3)固定连接，复合材料测试试样(9)放置在底板(I)上，底板(I)、挡块(2)、压板(3)和挡边(7)共同固定复合材料测试试样(9)，限制复合材料测试试样(9)在X、Y、Z三个方向的移动。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料测试试样表面快速加工装置，其特征在于:还包括吸尘器接嘴(6)，吸尘器接嘴(6)与支架(8)连接。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料测试试样表面快速加工装置，其特征在于:所述的支架(8)为II型框架结构，由横梁和两侧的竖梁组成，横梁中心加工螺纹孔。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料测试试样表面快速加工装置，其特征在于:所述的顶杆(5)为圆柱体结构，圆柱体结构上部加工螺纹。
5.根据权利要求1所述的一种复合材料测试试样表面快速加工装置，其特征在于:所述的挡边(7)比复合材料测试试样(9)上表面高度低0.5±0.2mm。
【文档编号】G01N1/28GK203443826SQ201320500932
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】武海生, 韩蕾, 李丽英 申请人:航天特种材料及工艺技术研究所