一种复合材料叶片用夹持装置及其使用方法

本发明涉及试验装置，特别涉及一种复合材料叶片用夹持装置及其使用方法。

背景技术：

1、复合材料叶片模拟件在服役温度条件下的力学性能测试是验证构件能够应用于工程实际的关键环节。

2、现有技术中，对“热力”联合加载试验主要集中于标准试件。其具体过程为：选择或定制合适的标准试件，根据试验目的和复合材料类型，选择或定制符合相关标准的试件。确定试验参数，准备试验设备。将试件安装在力学试验机的夹具中，确保试件与夹具之间紧密接触且对中良好，连接试件与数据采集系统。将试件置于热环境控制系统中，开始加热试件，同时启动力学试验机进行加载。当试件达到预设的破坏条件时，停止加载和加热。取出试件，检查并记录其破坏形态和破坏位置。对试验数据进行处理和分析，根据分析结果，评估复合材料的性能。

3、上述现有技术存在的缺陷是：复合材料的测试过程中需耐受1500℃高温环境，用于夹持标准试件的夹具不能用于复合材料叶片模拟件，导致现有的“热力”联合加载试验成功率较低。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种复合材料叶片用夹持装置及其使用方法。

2、本发明实施例提供一种复合材料叶片用夹持装置，包括：上夹持加载单元和下夹持加载单元；

3、上夹持加载单元包括：

4、上转连接杆，其左右两侧设有上保型夹具，上保型夹具内侧设有上保型曲面，上保型曲面上方穿设一个第一通孔，上螺纹圆柱销通过第一通孔连接两个上保型夹具，上保型曲面中心处销钉连接上加载销；

5、下夹持加载单元包括：

6、下转连接杆，其左右两侧设有下保型夹具，下保型夹具内侧设有下保型曲面，下保型曲面下方穿设一个第二通孔，下螺纹圆柱销通过第二通孔连接两个下保型夹具，下保型曲面中心处销钉连接下加载销；

7、通过上加载销将上保型夹具、上转连接杆和复合材料叶片模拟件销钉连接，再通过上螺纹圆柱销紧固上保型夹具，上保型曲面固定复合材料叶片模拟件的一端；通过下加载销将下保型夹具、下转连接杆和复合材料叶片模拟件另一端销钉连接，再通过下螺纹圆柱销紧固下保型夹具，下保型曲面固定复合材料叶片模拟件的另一端，以完成对复合材料叶片模拟件的夹持。

8、另外，还包括高温加热单元，其包括套设在复合材料叶片模拟件外侧的石墨保型套筒，并在石墨保型套筒外侧套设感应加热线圈。

9、另外，石墨保型套筒与复合材料叶片模拟件的间隙为0.5mm~1mm。

10、另外，上保型夹具的上保型曲面左右两侧各穿设两个第三通孔，上紧固螺栓通过多个第三通孔连接上转连接杆左右两侧的上保型夹具。

11、另外，下保型夹具的下保型曲面左右两侧各穿设两个第四通孔，下紧固螺栓通过多个第四通孔连接下转连接杆左右两侧的下保型夹具。

12、另外，上螺纹圆柱销和下螺纹圆柱销包括螺销和螺母。

13、另外，上保型曲面和下保型曲面的中心均设有销钉孔，上保型夹具和下保型夹具的侧面均设有冷却通孔。

14、另外，一种复合材料叶片用夹持装置的使用方法，包括：

15、将上加载销依次穿入上保型夹具、上转连接杆和复合材料叶片模拟件的一端，通过上螺纹圆柱销将复合材料叶片模拟件的一端与上保型夹具销钉连接，通过上保型曲面固定复合材料叶片模拟件的一端；

16、通过上紧固螺栓连接上转连接杆左右两侧的上保型夹具，以对上保型夹具进行紧固，实现对复合材料叶片模拟件的上夹持加载段的夹持；

17、将下加载销依次穿入下保型夹具、下转连接杆和复合材料叶片模拟件的另一端，通过下螺纹圆柱销将复合材料叶片模拟件的另一端与下保型夹具销钉连接，通过下保型曲面固定复合材料叶片模拟件的另一端；

18、通过下紧固螺栓连接下转连接杆左右两侧的下保型夹具，以对下保型夹具进行紧固，实现对复合材料叶片模拟件的下夹持加载段的夹持，完成对复合材料叶片模拟件的夹持。

19、本发明实施例提供的上述一种复合材料叶片用夹持装置及其使用方法，与现有技术相比，其有益效果如下：

20、现有技术中，复合材料的测试过程中需耐受1500℃高温环境，但用于夹持标准试件的夹具无法适应高温环境，导致现有的“热力”联合加载试验不能应用于复合材料叶片模拟件。

21、本发明通过上加载销将上保型夹具、上转连接杆和复合材料叶片模拟件销钉连接，再通过上螺纹圆柱销紧固上保型夹具，上保型曲面固定复合材料叶片模拟件的一端；通过下加载销将下保型夹具、下转连接杆和复合材料叶片模拟件另一端销钉连接，再通过下螺纹圆柱销紧固下保型夹具，下保型曲面固定复合材料叶片模拟件的另一端，以完成对复合材料叶片模拟件的夹持，有效防止复合材料叶片模拟件与保型夹具发生相对滑动，使得“热力”联合加载试验的加热过程中加热单元不与夹具结构接触，避免高温环境对夹具结构产生影响，提高实验的成功率。

技术特征：

1.一种复合材料叶片用夹持装置，其特征在于，包括：上夹持加载单元和下夹持加载单元；

2.如权利要求1所述的一种复合材料叶片用夹持装置，其特征在于，还包括高温加热单元，其包括套设在复合材料叶片模拟件（3）外侧的石墨保型套筒（4-1），并在所述石墨保型套筒（4-1）外侧套设感应加热线圈（4-2）。

3.如权利要求2所述的一种复合材料叶片用夹持装置，其特征在于，所述石墨保型套筒（4-1）与所述复合材料叶片模拟件（3）的间隙为0.5mm~1mm。

4.如权利要求1所述的一种复合材料叶片用夹持装置，其特征在于，所述上保型夹具（1-3）的所述上保型曲面左右两侧各穿设两个第三通孔，上紧固螺栓（1-5）通过多个所述第三通孔连接所述上转连接杆（1-1）左右两侧的所述上保型夹具（1-3）。

5.如权利要求1所述的一种复合材料叶片用夹持装置，其特征在于，所述下保型夹具（2-3）的所述下保型曲面左右两侧各穿设两个第四通孔，下紧固螺栓（2-5）通过多个所述第四通孔连接所述下转连接杆（2-1）左右两侧的所述下保型夹具（2-3）。

6.如权利要求1所述的一种复合材料叶片用夹持装置，其特征在于，所述上螺纹圆柱销（1-2）和所述下螺纹圆柱销（2-2）包括螺销和螺母。

7.如权利要求1所述的一种复合材料叶片用夹持装置，其特征在于，所述上保型曲面和所述下保型曲面的中心均设有销钉孔，所述上保型夹具（1-3）和所述下保型夹具（2-3）的侧面均设有冷却通孔。

8.一种基于权利要求1~7任一项所述的复合材料叶片用夹持装置的使用方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种复合材料叶片用夹持装置及其使用方法，其涉及试验装置技术领域。包括：通过上加载销将上保型夹具、上转连接杆和复合材料叶片模拟件销钉连接，再通过上螺纹圆柱销紧固上保型夹具，上保型曲面固定复合材料叶片模拟件的一端；通过下加载销将下保型夹具、下转连接杆和复合材料叶片模拟件另一端销钉连接，再通过下螺纹圆柱销紧固下保型夹具，下保型曲面固定复合材料叶片模拟件的另一端，以完成对复合材料叶片模拟件的夹持。本发明有效防止叶片模拟件与保型夹具发生相对滑动，使得“热力”联合加载试验的加热过程中加热单元不与夹具结构接触，避免高温环境对夹具结构产生影响，提高实验的成功率。

技术研发人员：腾雪峰,曾琦,罗潇,黎超超,李维,胡晓安
受保护的技术使用者：南昌航空大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23