CN112161881A - 一种可变角度的自举式复合材料冲击强度测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可变角度的自举式复合材料冲击强度测试装置，包含下落架、落锤组件和液压支撑板；下落架包括基座以及垂直设置在基座上的第一支柱、第二立柱；落锤组件包含电机、定滑轮、钢索、脱钩器、吊挂、落锤、第一翅板和第二翅板；吊挂设置在落锤的上端；电机设置在基座上，定滑轮设置在第二立柱的顶端；钢索一端固定在电机的输出轴上，另一端经过定滑轮后和脱钩器相连；液压支撑板设置在落锤正下方的基座上，包含底板、放置板、以及第一至第四电动液压杆。本发明结构简单，使用方便，能够使复合材料在指定冲击强度、指定冲击角度下进行测试。

Description

一种可变角度的自举式复合材料冲击强度测试装置
技术领域
本发明涉及复合材料实验技术领域，尤其涉及一种可变角度的自举式复合材料冲击强度测试装置。
背景技术
复合材料由于其具有较高的比刚度、比强度，广泛应用于汽车工程、航空工程等领域。不同编织结构、增强体、基体的复合材料制备完成后，需要进行静强度，冲击强度等测试，对其力学性能进行检测。
常见的冲击强度试验中运用较多的有摆锤冲击试验、落锤冲击试验等。例如现有专利CN105910924A中所公开的一种自举式冲击强度测试装置及测试方法，为了避免需要操作人员人工将冲锤提升到一定高度，通过电磁吸盘将冲锤提升到一定高度，避免大量的人员操作和安全隐患，但若是使用质量较大的冲锤必须改用大功率的电磁吸盘，其产生的磁场可能会对周围的设备产生影响。现有专利CN210665342U中所公开的一种竹复合材料用冲击强度试验设备，其竹复合材料的夹具仅是考虑复合材料在平行于水平面受到垂直冲击时的强度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种可变角度的自举式复合材料冲击强度测试装置。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种可变角度的自举式复合材料冲击强度测试装置，包含下落架、落锤组件和液压支撑板；
所述的下落架包括基座、第一支柱、第二立柱，其中，所述第一支柱、第二支柱相互平行且竖直设置，下端均和所述基座垂直固连；第一支柱、第二支柱在其内侧沿其长度方向均设有滑槽，且滑槽内均设有滑块；
所述的落锤组件包含电机、定滑轮、钢索、脱钩器、吊挂、落锤、第一翅板和第二翅板；
所述吊挂设置在落锤的上端；
所述落锤一侧通过第一翅板和第一支柱上的滑块固连、另一侧通过第二翅板和第二支柱上的滑块固连，能够沿第一支柱、第二支柱上的滑槽上下自由滑动；
所述电机设置在基座上，定滑轮设置在第二立柱的顶端；
所述钢索一端固定在电机的输出轴上，另一端经过所述定滑轮后和所述脱钩器相连；所述脱钩器用于连接或放开落锤上的吊挂，所述电机用于在脱钩器连接吊挂时驱动钢索将落锤拉至第一支柱、第二立柱的上部，所述落锤用于通过自由下落提供冲击力给需要进行冲击强度测试的复合材料；
所述液压支撑板设置在落锤正下方的基座上，包含底板、放置板、以及第一至第四电动液压杆；
所述底板固定在基座上；
所述第一至第四电动液压杆呈口字形分布，相互平行且竖直设置，下端均和底板的上端面固连，上端均通过万向节和放置板的下端面铰接；第一至第四电动液压杆用于调整放置板的角度；
所述放置板的上表面用于固定需要进行冲击强度测试的复合材料。
作为本发明一种可变角度的自举式复合材料冲击强度测试装置进一步的优化方案，所述落锤包含质量部和接触部；
所述质量部、接触部均为为竖直设置的圆柱体，接触部的上端面和质量部的下端面固连，接触部的下端面呈半球状；
所述质量部一侧通过第一翅板和第一支柱上的滑块固连、另一侧通过第二翅板和第二支柱上的滑块固连，能够沿第一支柱、第二支柱上的滑槽上下自由滑动，且质量部的上端和所述吊挂固连。
作为本发明一种可变角度的自举式复合材料冲击强度测试装置进一步的优化方案，所述第一立柱、第二立柱沿其长度方向均标有表示高度的刻度。
作为本发明一种可变角度的自举式复合材料冲击强度测试装置进一步的优化方案，基座上还设有激光测速仪，所述激光测速仪用于测量落锤冲击待测试复合材料时的速度。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明结构简单，使用方便，能够通过电机使冲锤自动到达指定高度、通过液压支撑板完成对复合材料不同角度的倾斜，进而使得复合材料在指定冲击强度、指定冲击角度下进行测试。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中的中的液压支撑板的结构示意图；
图3是本发明中的冲锤组件的结构示意图。
图中，1-基座，2-第一立柱，3-第二立柱，4-电机，5-钢索，6-定滑轮，7-脱钩器，8-吊挂，9-落锤的质量部，10-落锤的接触部，11-第一翅板，12-液压支撑板，13-底板，14-放置板，15-第一电动液压杆，16-第四电动液压杆，17-第二翅板，18-第二立柱上的滑槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
如图1所示，本发明公开了一种可变角度的自举式复合材料冲击强度测试装置，包含下落架、落锤组件和液压支撑板；
所述的下落架包括基座、第一支柱、第二立柱，其中，所述第一支柱、第二支柱相互平行且竖直设置，下端均和所述基座垂直固连；第一支柱、第二支柱在其内侧沿其长度方向均设有滑槽，且滑槽内均设有滑块；
所述的落锤组件包含电机、定滑轮、钢索、脱钩器、吊挂、落锤、第一翅板和第二翅板；
所述吊挂设置在落锤的上端；
所述落锤一侧通过第一翅板和第一支柱上的滑块固连、另一侧通过第二翅板和第二支柱上的滑块固连，能够沿第一支柱、第二支柱上的滑槽上下自由滑动；
所述电机设置在基座上，定滑轮设置在第二立柱的顶端；
所述钢索一端固定在电机的输出轴上，另一端经过所述定滑轮后和所述脱钩器相连；所述脱钩器用于连接或放开落锤上的吊挂，所述电机用于在脱钩器连接吊挂时驱动钢索将落锤拉至第一支柱、第二立柱的上部，所述落锤用于通过自由下落提供冲击力给需要进行冲击强度测试的复合材料；
如图2所示，所述液压支撑板设置在落锤正下方的基座上，包含底板、放置板、以及第一至第四电动液压杆；
所述底板固定在基座上；
所述第一至第四电动液压杆呈口字形分布，相互平行且竖直设置，下端均和底板的上端面固连，上端均通过万向节和放置板的下端面铰接；第一至第四电动液压杆用于调整放置板的角度；
所述放置板的上表面用于固定需要进行冲击强度测试的复合材料。
如图3所示，所述落锤包含质量部和接触部；
所述质量部、接触部均为为竖直设置的圆柱体，接触部的上端面和质量部的下端面固连，接触部的下端面呈半球状；
所述质量部一侧通过第一翅板和第一支柱上的滑块固连、另一侧通过第二翅板和第二支柱上的滑块固连，能够沿第一支柱、第二支柱上的滑槽上下自由滑动，且质量部的上端和所述吊挂固连。
所述第一立柱、第二立柱沿其长度方向均标有表示高度的刻度；所述基座上还设有激光测速仪，用于测量落锤冲击待测试复合材料时的速度。
其中若想进行不同角度的复合材料测试，先进行计算、通过调节液压支撑板上四个电动液压杆的高度实现不同角度的倾斜。
本发明的工作过程如下：
开启电机作逆时针运动将钢索放下，使得钢索一端的脱勾器与冲锤上的吊挂相连，通过观测第一立柱、第二立柱上的刻度观测是否将冲锤提升到指定高度；冲锤到达指定高度后，向脱勾器发送脱钩指令，解除其与吊挂的连接，从而使得冲锤沿第一立柱、第二立柱上的滑槽进行垂直向下运动，由激光测速仪检测冲锤到达第一立柱底部时的速度。假设重力加速度为g，待检测复合材料样品的冲击接触面积为S，待测复合材料样品接触面至冲锤指定高度的距离为H，则根据冲击强度E的公式可得冲击强度为：E=m(v 2 /2+gH)/S。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可变角度的自举式复合材料冲击强度测试装置，其特征在于，包含下落架、落锤组件和液压支撑板；
所述下落架包括基座、第一支柱、第二立柱，其中，所述第一支柱、第二支柱相互平行且竖直设置，下端均和所述基座垂直固连；第一支柱、第二支柱在其内侧沿其长度方向均设有滑槽，且滑槽内均设有滑块；
所述落锤组件包含电机、定滑轮、钢索、脱钩器、吊挂、落锤、第一翅板和第二翅板；
所述吊挂设置在落锤的上端；
所述落锤一侧通过第一翅板和第一支柱上的滑块固连、另一侧通过第二翅板和第二支柱上的滑块固连，能够沿第一支柱、第二支柱上的滑槽上下自由滑动；
所述电机设置在基座上，定滑轮设置在第二立柱的顶端；
所述钢索一端固定在电机的输出轴上，另一端经过所述定滑轮后和所述脱钩器相连；所述脱钩器用于连接或放开落锤上的吊挂，所述电机用于在脱钩器连接吊挂时驱动钢索将落锤拉至第一支柱、第二立柱的上部，所述落锤用于通过自由下落提供冲击力给需要进行冲击强度测试的复合材料；
所述液压支撑板设置在落锤正下方的基座上，包含底板、放置板、以及第一至第四电动液压杆；
所述底板固定在基座上；
所述第一至第四电动液压杆呈口字形分布，相互平行且竖直设置，下端均和底板的上端面固连，上端均通过万向节和放置板的下端面铰接；第一至第四电动液压杆用于调整放置板的角度；
所述放置板的上表面用于固定需要进行冲击强度测试的复合材料。
2.根据权利要求1所述的可变角度的自举式复合材料冲击强度测试装置，其特征在于，所述落锤包含质量部和接触部；
所述质量部、接触部均为为竖直设置的圆柱体，接触部的上端面和质量部的下端面固连，接触部的下端面呈半球状；
所述质量部一侧通过第一翅板和第一支柱上的滑块固连、另一侧通过第二翅板和第二支柱上的滑块固连，能够沿第一支柱、第二支柱上的滑槽上下自由滑动，且质量部的上端和所述吊挂固连。
3.根据权利要求1所述的可变角度的自举式复合材料冲击强度测试装置，其特征在于，所述第一立柱、第二立柱沿其长度方向均标有表示高度的刻度。
4.根据权利要求1所述的可变角度的自举式复合材料冲击强度测试装置，其特征在于，基座上还设有激光测速仪，所述激光测速仪用于测量落锤冲击待测试复合材料时的速度。
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