专利名称：一种可调节冲击角度的复合材料结构冲击装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冲击装置，尤其是对复合材料结构进行冲击的并且可调节冲击角度的冲击装置。
背景技术：
复合材料因具有高比强度和比模量等优异性能，已广泛应用于飞机结构设计制造。冲击损伤是对复合材料结构影响最严重的损伤类型，为了验证复合材料结构设计是否满足设计指标，必须对结构进行冲击损伤试验以评估冲击损伤威胁。目前引入冲击损伤的冲击装置有落锤、摆锤、空气枪。其中落锤要求受冲击表面向上，摆锤要求受冲击表面垂直，而大型复合材料结构复杂，其姿态固定后，受冲击表面角度多样，因此落锤和摆锤不适用于大型复合材料结构试验；如果通过调整试验件姿态满足角度要求，拆卸夹具会延长大型复合材料结构试验周期，同时容易对试件造成损伤。空气枪不受角度限制，但是其装置复杂且受管制，要求操作精度非常高，只有专业单位专职人员才能完成。
发明内容为解决现有冲击装置要求被冲击表面的角度特定以及空气枪装置复杂等不足，本实用新型提供一种能够适应各种冲击角度的冲击装置。本实用新型采取的技术方案为包括定轴转动质量系统[1]、第一导轨[2]、第二导轨[3]、第一冲头W]、第二冲头[5]；定轴转动质量系统[1]包括可使其转动的转轴支架 [16]，以及首尾铰接的第一支架[11]、第二支架[12]、可以调整两支架夹角的角度调节装置[13]，第一支架[11]上固定有第一质量块[14]，第二支架[12]固定有第二质量块[15]； 第一导轨[2]内具有可沿第一导轨[2]滑动的第一冲头W]，第二导轨[3]内具有可沿第二导轨[3]滑动的第二冲头[5]。进一步地，角度调节装置[13]包括第一撑杆[17]和第二撑杆[18]，第二撑杆 [18] 一端与第二支架[12]铰接，另一端为滑移轨道；第一撑杆[17] —端与第一支架[11] 铰接，另一端可沿第二撑杆[18]上的滑动轨道滑移。当受冲击表面[6]具有向下角度时，基于能量守恒和动量守恒原理，定轴转动质量系统[1]将第一冲头W]的动能传递到第二冲头[5]，使第二冲头[5]可以沿第二轨道 [3]运动并垂直冲击受冲击表面。当受冲击表面具有向上角度时，仅利用第一导轨[2]控制第一冲头W]的运动方向，使第一冲头[4]沿第一导轨[2]下落以垂直冲击受冲击表面 [6]0本实用新型产生的积极效果该装置结构简单，操作方便，该装置试验精度不低于现有冲击装置；该装置能够应用于飞机结构验证过程采用的各种尺寸、形状的试件；该装置利用定轴转动质量系统，将垂直冲击能量转化为所需角度的冲击能量，适用于冲击各种角度的受冲击表面。
图1为可调节冲击角度的复合材料结构冲击装置结构示意图；图2为角度调节装置结构示意图；图3为受冲击表面具有向下角度时复合材料结构冲击装置工作状态示意图；图4为冲击表面具有向上角度时复合材料结构冲击装置工作状态示意图；其中，1 定轴转动质量系统，2 第一导轨，3 第二导轨，4 第一冲头，5 第二冲头， 6 受冲击表面了，11 第一支架，12 第二支架，13 角度调节装置，14 第一质量块，15 第二质量块，16 转轴支架，17 第一撑杆，18 第二撑杆，19 紧固螺栓。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型作进一步详细描述。一种可调节冲击角度的复合材料结构冲击装置，包括定轴转动质量系统1、第一导轨2、第二导轨3、第一冲头4、第二冲头5 ；定轴转动质量系统1包括可使其转动的转轴支架 16，以及首尾铰接的第一支架11、第二支架12、可以调整两支架夹角的角度调节装置13，第一支架11上固定有第一质量块14，第二支架12固定有第二质量块15 ；第一导轨2内具有可沿第一导轨2滑动的第一冲头4，第二导轨3内具有可沿第二导轨3滑动的第二冲头5。依据试验需求确定第二冲头5的质量；根据动能、动量守恒原理计算所需第一冲头4、第一质量块14、第二质量块15的质量以及第一冲头4下落所需高度。当受冲击表面6朝下，调节第二轨道3的角度，使第二轨道3垂直于受冲击表面6 ； 将第二冲头5放置到第二轨道3底端；调整定轴转动质量系统1和第二轨道3的相对位置， 使第二冲头5和第二质量块15接触，同时第二支架12垂直于第二轨道3的轴线；调整角度调节装置13，使第一支架11水平，将第一冲头4放到第一导轨2底端；将第一冲头4和第一导轨2放到第一质量块14上方，使第一质量块14和第一冲头4接触，同时第一轨道2垂直于第一支架11，如图3所示。工作开始，将第一冲头4抬升至所需高度后释放，第一冲头4 沿第一轨道2运动并冲击第一质量块14，定轴转动质量系统1绕转轴支架16的支点转动， 第二质量块15冲击第二冲头5，第二冲头5沿第二轨道3运动冲击受冲击表面6。当受冲击表面6朝上，仅使用第一轨道2和第一冲头4完成冲击过程依据试验需求确定第一冲头4的质量；根据动能、动量守恒原理计算所需第一冲头4的高度。使第一轨道2垂直于受冲击表面6，将第一冲头4放置在第一轨道2内所需高度后释放，第一冲头4 沿第一轨道2下落冲击受冲击表面6，如图4所示。角度调节装置13通过调整该装置于第一支架11和第二支架12铰接点间的距离来调整第一支架11和第二支架12的角度。所述角度调节装置13包括第一撑杆17和第二撑杆18，第二撑杆18 —端与第二支架12铰接，另一端为滑移轨道；第一撑杆17 —端与第一支架11铰接，另一端可沿第二撑杆18上的滑动轨道滑移，当第一撑杆17与第二撑杆18 达到所需相对位置后，使用紧固螺栓19即可固定第一撑杆17在字第二撑杆18滑移轨道中的位置。该装置结构简单，操作方便，该装置试验精度不低于现有冲击装置；该装置能够应用于复合材料结构验证过程采用的各种尺寸、形状的试件；该装置利用定轴转动质量系统，将垂直冲击能量转化为所需角度的冲击能量，适用于冲击各种角度的受冲击表面。
权利要求1.一种可调节冲击角度的复合材料结构冲击装置，包括定轴转动质量系统[1]、第一导轨[2]、第二导轨[3]、第一冲头W]、第二冲头[5]；定轴转动质量系统[1]包括可使其转动的转轴支架[16]，以及首尾铰接的第一支架[11]、第二支架[12]、可以调整两支架夹角的角度调节装置[13]，第一支架[11]上固定有第一质量块[14]，第二支架[12]固定有第二质量块[15]；第一导轨[2]内具有可沿第一导轨[2]滑动的第一冲头W]，第二导轨[3] 内具有可沿第二导轨[3]滑动的第二冲头[5]。
2.根据权利要求1所述的可调节冲击角度的复合材料结构冲击装置，其特征在于角度调节装置[13]包括第一撑杆[17]和第二撑杆[18]，第二撑杆[18] —端与第二支架[12] 铰接，另一端为滑移轨道；第一撑杆[17] —端与第一支架[11]铰接，另一端可沿第二撑杆 [18]上的滑动轨道滑移。
专利摘要本实用新型涉及一种可调节冲击角度的复合材料结构冲击装置，包括定轴转动质量系统、第一导轨、第二导轨、第一冲头、第二冲头；定轴转动质量系统包括可使其转动的转轴支架，以及首尾铰接的第一支架、第二支架、可以调整两支架夹角的角度调节装置，第一支架上固定有第一质量块，第二支架固定有第二质量块；第一导轨内具有可沿第一导轨滑动的第一冲头，第二导轨内具有可沿第二导轨滑动的第二冲头。该装置结构简单，操作方便，该装置试验精度不低于现有冲击装置；该装置能够应用于飞机结构验证过程采用的各种尺寸、形状的试件；该装置利用定轴转动质量系统，将垂直冲击能量转化为所需角度的冲击能量，适用于冲击各种角度的受冲击表面。
文档编号G01N3/02GK202177556SQ20112029469
公开日2012年3月28日 申请日期2011年8月15日 优先权日2011年8月15日
发明者刘红霞, 李军贵, 杨杰, 熊伟 申请人:中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所