專利名稱：一種可調(diào)節(jié)沖擊角度的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種沖擊裝置，尤其是對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖擊的并且可調(diào)節(jié)沖擊角度的沖擊裝置。
背景技術(shù)：
復(fù)合材料因具有高比強(qiáng)度和比模量等優(yōu)異性能，已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造。沖擊損傷是對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)影響最嚴(yán)重的損傷類型，為了驗(yàn)證復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，必須對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖擊損傷試驗(yàn)以評(píng)估沖擊損傷威脅。目前引入沖擊損傷的沖擊裝置有落錘、擺錘、空氣槍。其中落錘要求受沖擊表面向上，擺錘要求受沖擊表面垂直，而大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其姿態(tài)固定后，受沖擊表面角度多樣，因此落錘和擺錘不適用于大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)試驗(yàn)；如果通過(guò)調(diào)整試驗(yàn)件姿態(tài)滿足角度要求，拆卸夾具會(huì)延長(zhǎng)大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)試驗(yàn)周期，同時(shí)容易對(duì)試件造成損傷?？諝鈽尣皇芙嵌认拗?，但是其裝置復(fù)雜且受管制，要求操作精度非常高，只有專業(yè)單位專職人員才能完成。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有沖擊裝置要求被沖擊表面的角度特定以及空氣槍裝置復(fù)雜等不足，本實(shí)用新型提供一種能夠適應(yīng)各種沖擊角度的沖擊裝置。本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為包括定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)[1]、第一導(dǎo)軌[2]、第二導(dǎo)軌[3]、第一沖頭W]、第二沖頭[5]；定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)[1]包括可使其轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸支架 [16]，以及首尾鉸接的第一支架[11]、第二支架[12]、可以調(diào)整兩支架夾角的角度調(diào)節(jié)裝置[13]，第一支架[11]上固定有第一質(zhì)量塊[14]，第二支架[12]固定有第二質(zhì)量塊[15]； 第一導(dǎo)軌[2]內(nèi)具有可沿第一導(dǎo)軌[2]滑動(dòng)的第一沖頭W]，第二導(dǎo)軌[3]內(nèi)具有可沿第二導(dǎo)軌[3]滑動(dòng)的第二沖頭[5]。進(jìn)一步地，角度調(diào)節(jié)裝置[13]包括第一撐桿[17]和第二撐桿[18]，第二撐桿 [18] 一端與第二支架[12]鉸接，另一端為滑移軌道；第一撐桿[17] —端與第一支架[11] 鉸接，另一端可沿第二撐桿[18]上的滑動(dòng)軌道滑移。當(dāng)受沖擊表面[6]具有向下角度時(shí)，基于能量守恒和動(dòng)量守恒原理，定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)[1]將第一沖頭W]的動(dòng)能傳遞到第二沖頭[5]，使第二沖頭[5]可以沿第二軌道 [3]運(yùn)動(dòng)并垂直沖擊受沖擊表面。當(dāng)受沖擊表面具有向上角度時(shí)，僅利用第一導(dǎo)軌[2]控制第一沖頭W]的運(yùn)動(dòng)方向，使第一沖頭[4]沿第一導(dǎo)軌[2]下落以垂直沖擊受沖擊表面 [6]0本實(shí)用新型產(chǎn)生的積極效果該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，該裝置試驗(yàn)精度不低于現(xiàn)有沖擊裝置；該裝置能夠應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)驗(yàn)證過(guò)程采用的各種尺寸、形狀的試件；該裝置利用定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)，將垂直沖擊能量轉(zhuǎn)化為所需角度的沖擊能量，適用于沖擊各種角度的受沖擊表面。
圖1為可調(diào)節(jié)沖擊角度的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為角度調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為受沖擊表面具有向下角度時(shí)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊裝置工作狀態(tài)示意圖；圖4為沖擊表面具有向上角度時(shí)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊裝置工作狀態(tài)示意圖；其中，1 定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)，2 第一導(dǎo)軌，3 第二導(dǎo)軌，4 第一沖頭，5 第二沖頭， 6 受沖擊表面了，11 第一支架，12 第二支架，13 角度調(diào)節(jié)裝置，14 第一質(zhì)量塊，15 第二質(zhì)量塊，16 轉(zhuǎn)軸支架，17 第一撐桿，18 第二撐桿，19 緊固螺栓。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。一種可調(diào)節(jié)沖擊角度的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊裝置，包括定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)1、第一導(dǎo)軌2、第二導(dǎo)軌3、第一沖頭4、第二沖頭5 ；定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)1包括可使其轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸支架 16，以及首尾鉸接的第一支架11、第二支架12、可以調(diào)整兩支架夾角的角度調(diào)節(jié)裝置13，第一支架11上固定有第一質(zhì)量塊14，第二支架12固定有第二質(zhì)量塊15 ；第一導(dǎo)軌2內(nèi)具有可沿第一導(dǎo)軌2滑動(dòng)的第一沖頭4，第二導(dǎo)軌3內(nèi)具有可沿第二導(dǎo)軌3滑動(dòng)的第二沖頭5。依據(jù)試驗(yàn)需求確定第二沖頭5的質(zhì)量；根據(jù)動(dòng)能、動(dòng)量守恒原理計(jì)算所需第一沖頭4、第一質(zhì)量塊14、第二質(zhì)量塊15的質(zhì)量以及第一沖頭4下落所需高度。當(dāng)受沖擊表面6朝下，調(diào)節(jié)第二軌道3的角度，使第二軌道3垂直于受沖擊表面6 ； 將第二沖頭5放置到第二軌道3底端；調(diào)整定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)1和第二軌道3的相對(duì)位置， 使第二沖頭5和第二質(zhì)量塊15接觸，同時(shí)第二支架12垂直于第二軌道3的軸線；調(diào)整角度調(diào)節(jié)裝置13，使第一支架11水平，將第一沖頭4放到第一導(dǎo)軌2底端；將第一沖頭4和第一導(dǎo)軌2放到第一質(zhì)量塊14上方，使第一質(zhì)量塊14和第一沖頭4接觸，同時(shí)第一軌道2垂直于第一支架11，如圖3所示。工作開(kāi)始，將第一沖頭4抬升至所需高度后釋放，第一沖頭4 沿第一軌道2運(yùn)動(dòng)并沖擊第一質(zhì)量塊14，定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)1繞轉(zhuǎn)軸支架16的支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)， 第二質(zhì)量塊15沖擊第二沖頭5，第二沖頭5沿第二軌道3運(yùn)動(dòng)沖擊受沖擊表面6。當(dāng)受沖擊表面6朝上，僅使用第一軌道2和第一沖頭4完成沖擊過(guò)程依據(jù)試驗(yàn)需求確定第一沖頭4的質(zhì)量；根據(jù)動(dòng)能、動(dòng)量守恒原理計(jì)算所需第一沖頭4的高度。使第一軌道2垂直于受沖擊表面6，將第一沖頭4放置在第一軌道2內(nèi)所需高度后釋放，第一沖頭4 沿第一軌道2下落沖擊受沖擊表面6，如圖4所示。角度調(diào)節(jié)裝置13通過(guò)調(diào)整該裝置于第一支架11和第二支架12鉸接點(diǎn)間的距離來(lái)調(diào)整第一支架11和第二支架12的角度。所述角度調(diào)節(jié)裝置13包括第一撐桿17和第二撐桿18，第二撐桿18 —端與第二支架12鉸接，另一端為滑移軌道；第一撐桿17 —端與第一支架11鉸接，另一端可沿第二撐桿18上的滑動(dòng)軌道滑移，當(dāng)?shù)谝粨螚U17與第二撐桿18 達(dá)到所需相對(duì)位置后，使用緊固螺栓19即可固定第一撐桿17在字第二撐桿18滑移軌道中的位置。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，該裝置試驗(yàn)精度不低于現(xiàn)有沖擊裝置；該裝置能夠應(yīng)用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)驗(yàn)證過(guò)程采用的各種尺寸、形狀的試件；該裝置利用定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)，將垂直沖擊能量轉(zhuǎn)化為所需角度的沖擊能量，適用于沖擊各種角度的受沖擊表面。
權(quán)利要求1.一種可調(diào)節(jié)沖擊角度的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊裝置，包括定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)[1]、第一導(dǎo)軌[2]、第二導(dǎo)軌[3]、第一沖頭W]、第二沖頭[5]；定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)[1]包括可使其轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸支架[16]，以及首尾鉸接的第一支架[11]、第二支架[12]、可以調(diào)整兩支架夾角的角度調(diào)節(jié)裝置[13]，第一支架[11]上固定有第一質(zhì)量塊[14]，第二支架[12]固定有第二質(zhì)量塊[15]；第一導(dǎo)軌[2]內(nèi)具有可沿第一導(dǎo)軌[2]滑動(dòng)的第一沖頭W]，第二導(dǎo)軌[3] 內(nèi)具有可沿第二導(dǎo)軌[3]滑動(dòng)的第二沖頭[5]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)沖擊角度的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊裝置，其特征在于角度調(diào)節(jié)裝置[13]包括第一撐桿[17]和第二撐桿[18]，第二撐桿[18] —端與第二支架[12] 鉸接，另一端為滑移軌道；第一撐桿[17] —端與第一支架[11]鉸接，另一端可沿第二撐桿 [18]上的滑動(dòng)軌道滑移。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可調(diào)節(jié)沖擊角度的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊裝置，包括定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)、第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第一沖頭、第二沖頭；定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)包括可使其轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸支架，以及首尾鉸接的第一支架、第二支架、可以調(diào)整兩支架夾角的角度調(diào)節(jié)裝置，第一支架上固定有第一質(zhì)量塊，第二支架固定有第二質(zhì)量塊；第一導(dǎo)軌內(nèi)具有可沿第一導(dǎo)軌滑動(dòng)的第一沖頭，第二導(dǎo)軌內(nèi)具有可沿第二導(dǎo)軌滑動(dòng)的第二沖頭。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，該裝置試驗(yàn)精度不低于現(xiàn)有沖擊裝置；該裝置能夠應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)驗(yàn)證過(guò)程采用的各種尺寸、形狀的試件；該裝置利用定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量系統(tǒng)，將垂直沖擊能量轉(zhuǎn)化為所需角度的沖擊能量，適用于沖擊各種角度的受沖擊表面。
文檔編號(hào)G01N3/02GK202177556SQ20112029469
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者劉紅霞, 李軍貴, 楊杰, 熊偉 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所