本发明涉及复合材料层板高速冲击测试技术领域，特别是涉及一种复合材料层板高速冲击测试夹具。
背景技术：
纤维金属层板是由金属薄板和纤维增强聚合材料制成的混合叠层复合材料，是广义的复合材料层板。具有高的比刚度、比强度、损伤容限、优异的抗疲劳性能，在航空领域、汽车行业等应用广泛。飞机在起飞和降落过程中容易受到飞鸟、石子等外物的撞击，对航空安全造成很大的威胁，因此，研究复合材料层板抗高速冲击性能得到越来越多的重视。
然而，直到目前还没有复合材料层板高速冲击测试夹具设计的相关标准。高速冲击测试基本在正面垂向冲击复合材料层板情况下进行，而实际情况是飞鸟、石子等外物可能从不同角度撞击飞机等飞行器。即使有少数研究冲击角度对复合材料层板抗高速冲击性能影响的已公开文献中，其夹具也是不能够灵活调整冲击角度，测试效率低、成本高。为了更加灵活的调整冲击角度，降低频繁更换夹具所带来的成本，提高高速冲击测试的效率，需要设计一款能灵活调整冲击角度的高速冲击测试夹具。
现有高速冲击测试中还存在夹具不能灵活调整纵横比，一款夹具只能适用于一种尺寸复合材料层板的情况，研究不同纵横比复合材料层板抗高速冲击性能时频繁更换夹具严重制约高速冲击测试效率，推高了研究成本。因此，需要设计能够灵活改变纵横比的高速冲击测试夹具。
技术实现要素：
为解决以上技术问题，本发明提供一种复合材料层板高速冲击测试夹具，能够灵活调整冲击角度，适用于不同纵横比的试样，提高了测试效率，节约了测试成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种复合材料层板高速冲击测试夹具，包括底盘旋转机构、加载机构和多个压紧机构，所述底盘旋转机构包括安装板、旋转圆柱盘、两个立柱和多个锁紧调节组件，所述旋转圆柱盘通过多个所述锁紧调节组件安装于所述安装板上，两个所述立柱对称固定于所述旋转圆柱盘上部；所述加载机构包括第一支架、第一压板、加载调节组件和两个第一锁紧件，所述第一支架的两端分别通过一个所述第一锁紧件与两个所述立柱连接，所述加载调节组件安装于所述第一支架上，所述第一压板固定于所述加载调节组件下端，所述加载调节组件用于调节所述第一压板在竖直方向上的位置；所述压紧机构包括第二支架、第二压板、压紧调节组件和两个第二锁紧件，所述第二支架的两端分别通过一个所述第二锁紧件与两个所述立柱连接，所述加载机构设置于多个所述压紧机构上方，所述压紧调节组件安装于所述第二支架一侧，所述第二压板固定于所述压紧调节组件一侧，所述压紧调节组件用于调节所述第二压板在水平方向上的位置。
优选地，所述旋转圆柱盘沿周向设置有多个弧形孔，所述锁紧调节组件与所述弧形孔一一对应，所述锁紧调节组件包括锁紧调节螺栓和锁紧调节螺母，一个所述锁紧调节螺栓依次穿过所述安装板和一个所述弧形孔伸至所述旋转圆柱盘上部，所述锁紧调节螺栓上部安装有所述锁紧调节螺母。
优选地，所述底盘旋转机构还包括两个肋板，各所述肋板的两端分别与一个所述立柱的下部和所述旋转圆柱盘固定连接。
优选地，所述立柱为t型柱。
优选地，所述第一支架包括第一主板和分别固定于所述第一主板两侧的两个第一连接板，一个所述第一连接板滑动套设于一个所述立柱上部，一个所述第一连接板能够通过一个第一锁紧件固定锁紧于一个所述立柱上，所述加载调节组件由上至下安装于所述第一主板上。
优选地，所述加载调节组件包括多个加载螺栓，多个所述加载螺栓由上至下安装于所述第一主板上，所述第一压板固定于多个所述加载螺栓的下端，所述第一锁紧件为第一锁紧螺栓。
优选地，所述第二支架包括第二主板和分别固定于所述第二主板两侧的两个第二连接板，一个所述第二连接板滑动套设于一个所述立柱上，一个所述第二连接板能够通过一个第二锁紧件固定锁紧于一个所述立柱上，所述压紧调节组件安装于所述第二主板一侧。
优选地，所述压紧调节组件包括多个压紧螺栓，多个所述压紧螺栓安装于所述第二主板一侧，所述第二压板固定于多个所述压紧螺栓一侧，所述第二锁紧件为第二锁紧螺栓。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的复合材料层板高速冲击测试夹具，包括底盘旋转机构、加载机构和多个压紧机构，底盘旋转机构中的旋转圆柱盘可以灵活转动到预设冲击角度，然后通过锁紧调节组件固定在安装板上，固定于旋转圆柱盘上的立柱可同步转动相应角度；在两个立柱一侧放置复合材料层板，加载机构和压紧机构可以相对于立柱上下运动，并分别通过侧部的第一锁紧件和第二锁紧件固定在预设位置，再通过调节加载调节组件和多个压紧调节组件，分别推动第一压板和多个第二压板作用于复合材料层板，达到稳定夹持复合材料层板并在边界施加预压力的目的。该夹具可用于不同冲击角度、不同纵横比复合材料层板的高速冲击测试，不用针对不同冲击角度、不同纵横比复合材料层板设计不同的夹具，结构适用性高，动作可靠，提高了测试效率，节约了测试成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的复合材料层板高速冲击测试夹具的结构示意图；
图2为本发明中底盘旋转机构的结构示意图；
图3为本发明中加载机构的结构示意图；
图4为本发明中压紧机构的结构示意图。
附图标记说明：1、安装板；2、旋转圆柱盘；3、弧形孔；4、锁紧调节螺栓；5、锁紧调节螺母；6、立柱；7、复合材料层板；8、第一支架；81、第一主板；82、第一连接板；83、t型通孔；9、第一锁紧螺栓；10、加载螺栓；11、第一压板；12、第二支架；121、第二主板；122、第二连接板；123、t型槽；13、第二锁紧螺栓；14、压紧螺栓；15、第二压板；16、肋板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种复合材料层板高速冲击测试夹具，能够灵活调整冲击角度，适用于不同纵横比的试样，提高了测试效率，节约了测试成本。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-4所示，本实施例提供一种复合材料层板高速冲击测试夹具，包括底盘旋转机构、加载机构和多个压紧机构，底盘旋转机构包括安装板1、旋转圆柱盘2、两个立柱6和多个锁紧调节组件，旋转圆柱盘2通过多个锁紧调节组件安装于安装板1上，两个立柱6对称固定于旋转圆柱盘2上部，具体地，立柱6和旋转圆柱盘2为一体式结构；加载机构包括第一支架8、第一压板11、加载调节组件和两个第一锁紧件，第一支架8的两端分别通过一个第一锁紧件与两个立柱6连接，第一支架8能够相对于两个立柱6上下运动，调整至合适位置之后通过第一锁紧件进行锁紧，加载调节组件安装于第一支架8上，第一压板11固定于加载调节组件下端，加载调节组件用于调节第一压板11在竖直方向上的位置；压紧机构包括第二支架12、第二压板15、压紧调节组件和两个第二锁紧件，第二支架12的两端分别通过一个第二锁紧件与两个立柱6连接，第二支架12能够相对于两个立柱6上下运动，调整至合适位置之后通过第二锁紧件进行锁紧，加载机构设置于多个压紧机构上方，压紧调节组件安装于第二支架12一侧，第二压板15固定于压紧调节组件一侧，压紧调节组件用于调节第二压板15在水平方向上的位置。于本具体实施例中，压紧机构设置为两个。
底盘旋转机构中的旋转圆柱盘2可以灵活转动到预设冲击角度，然后通过锁紧调节组件固定在安装板1上，固定于旋转圆柱盘2上的立柱6可同步转动相应角度，由此实现对复合材料层板7进行不同冲击角度下的高速冲击测试。使用时，在两个立柱6一侧放置复合材料层板7，压紧机构可以相对于立柱6上下运动，并通过侧部的第二锁紧件固定在预设位置，再通过压紧调节组件推动第二压板15作用于复合材料层板7，将压紧力施加在复合材料层板7边界上，可实现对不同纵横比复合材料层板在预设位置的固定，具体地，两个压紧机构分别用于压紧复合材料层板7的上部和下部。加载机构可以相对于立柱6上下运动，并通过侧部的第一锁紧件固定在预设位置，再通过调节加载调节组件推动第一压板11作用于复合材料层板7，将边界预加压力施加在复合材料层板7边界上，可实现对不同纵横比复合材料层板边界施加预压力，可见，通过调整压紧机构和加载机构能够达到稳定夹持复合材料层板7并在边界施加预压力的目的。本实施例中夹具可用于不同冲击角度、不同纵横比复合材料层板的高速冲击测试，不用针对不同冲击角度、不同纵横比复合材料层板设计不同的夹具，结构适用性高，动作可靠，提高了测试效率，节约了测试成本。
如图2所示，旋转圆柱盘2沿周向设置有多个弧形孔3，锁紧调节组件与弧形孔3一一对应，具体地，弧形孔3和锁紧调节组件均设置为三个，锁紧调节组件包括锁紧调节螺栓4和锁紧调节螺母5，一个锁紧调节螺栓4依次穿过安装板1和一个弧形孔3伸至旋转圆柱盘2上部，锁紧调节螺栓4上部安装有锁紧调节螺母5。需要调整冲击角度时，松开多个锁紧调节螺母5，可将旋转圆柱盘2进行转动，转动到预设冲击角度后，拧紧多个锁紧调节螺母5，使得旋转圆柱盘2和安装板1相对固定，使整个夹具固定牢靠。
为了增加高速冲击时整套夹具的稳定性，底盘旋转机构还包括两个肋板16，各肋板16的两端分别与一个立柱6的下部和旋转圆柱盘2固定连接，一个肋板16、一个立柱6和旋转圆柱盘2呈三角形结构。具体地，肋板16设置于所述立柱6远离所述第二压板15的一侧。
于本具体实施例中，立柱6为t型柱。
如图3所示，第一支架8包括第一主板81和分别固定于第一主板81两侧的两个第一连接板82，具体地，第一连接板82和第一主板81为一体式结构，一个第一连接板82滑动套设于一个立柱6上部，一个第一连接板82能够通过一个第一锁紧件固定锁紧于一个立柱6上，加载调节组件由上至下安装于第一主板81上。加载调节组件包括多个加载螺栓10，多个加载螺栓10由上至下安装于第一主板81上，第一压板11固定于多个加载螺栓10的下端，且第一压板11位于第一主板81下方，通过拧动加载螺栓10来调节第一压板11在竖直方向上的位置，第一锁紧件为第一锁紧螺栓9。
具体地，第一连接板82上设置有t型通孔83，t型通孔83与t型柱结构相匹配，第一锁紧螺栓9安装于第一连接板82外侧且能够伸至t型通孔83内部。
如图4所示，第二支架12包括第二主板121和分别固定于第二主板121两侧的两个第二连接板122，具体地，第二连接板122和第二主板121为一体式结构，一个第二连接板122滑动套设于一个立柱6上，一个第二连接板122能够通过一个第二锁紧件固定锁紧于一个立柱6上，压紧调节组件安装于第二主板121一侧。压紧调节组件包括多个压紧螺栓14，多个压紧螺栓14安装于第二主板121一侧，第二压板15固定于多个压紧螺栓14一侧，且第二压板15位于两个第二连接板122之间，通过拧动压紧螺栓14来调节第二压板15在水平方向上的位置，第二锁紧件为第二锁紧螺栓13。
具体地，第二连接板122内侧设置有t型槽123，t型槽123与t型柱结构相匹配，第二锁紧螺栓13安装于第二连接板122外侧且能够伸至t型槽123内部。
具体的装配和加载过程如下：压紧复合材料层板7并在边界施加预压力，具体地，将一个第二支架12套设于立柱6下部，拧紧该第二支架12两端的第二锁紧螺栓13将其固定于立柱6上，将复合材料层板7放置在两个立柱6与第二压板15之间，将另一个第二支架12套设于立柱6上部并其位于复合材料层板7一侧，拧紧该第二支架12两端的第二锁紧螺栓13将其固定于立柱6上，旋动两个第二支架12上的压紧螺栓14分别推动两个第二压板15对复合材料层板7压紧固定。将第一支架8套设于立柱6上端并滑动至预设位置，拧紧两端的第一锁紧螺栓9将其固定于立柱6上，旋动加载螺栓10推动第一压板11对复合材料层板7边界施加预压力。调整冲击角度，以上操作对复合材料层板7压紧并在边界施加预压力后，松开三个锁紧调节螺母5，转动旋转圆柱盘2带动整个夹具到预设冲击角度，然后拧紧三个锁紧调节螺母5，将旋转圆柱盘2固定在安装板1上。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
1.一种复合材料层板高速冲击测试夹具，其特征在于，包括底盘旋转机构、加载机构和多个压紧机构，所述底盘旋转机构包括安装板、旋转圆柱盘、两个立柱和多个锁紧调节组件，所述旋转圆柱盘通过多个所述锁紧调节组件安装于所述安装板上，两个所述立柱对称固定于所述旋转圆柱盘上部；所述加载机构包括第一支架、第一压板、加载调节组件和两个第一锁紧件，所述第一支架的两端分别通过一个所述第一锁紧件与两个所述立柱连接，所述加载调节组件安装于所述第一支架上，所述第一压板固定于所述加载调节组件下端，所述加载调节组件用于调节所述第一压板在竖直方向上的位置；所述压紧机构包括第二支架、第二压板、压紧调节组件和两个第二锁紧件，所述第二支架的两端分别通过一个所述第二锁紧件与两个所述立柱连接，所述加载机构设置于多个所述压紧机构上方，所述压紧调节组件安装于所述第二支架一侧，所述第二压板固定于所述压紧调节组件一侧，所述压紧调节组件用于调节所述第二压板在水平方向上的位置。
2.根据权利要求1所述的复合材料层板高速冲击测试夹具，其特征在于，所述旋转圆柱盘沿周向设置有多个弧形孔，所述锁紧调节组件与所述弧形孔一一对应，所述锁紧调节组件包括锁紧调节螺栓和锁紧调节螺母，一个所述锁紧调节螺栓依次穿过所述安装板和一个所述弧形孔伸至所述旋转圆柱盘上部，所述锁紧调节螺栓上部安装有所述锁紧调节螺母。
3.根据权利要求1所述的复合材料层板高速冲击测试夹具，其特征在于，所述底盘旋转机构还包括两个肋板，各所述肋板的两端分别与一个所述立柱的下部和所述旋转圆柱盘固定连接。
4.根据权利要求1所述的复合材料层板高速冲击测试夹具，其特征在于，所述立柱为t型柱。
5.根据权利要求1所述的复合材料层板高速冲击测试夹具，其特征在于，所述第一支架包括第一主板和分别固定于所述第一主板两侧的两个第一连接板，一个所述第一连接板滑动套设于一个所述立柱上部，一个所述第一连接板能够通过一个第一锁紧件固定锁紧于一个所述立柱上，所述加载调节组件由上至下安装于所述第一主板上。
6.根据权利要求5所述的复合材料层板高速冲击测试夹具，其特征在于，所述加载调节组件包括多个加载螺栓，多个所述加载螺栓由上至下安装于所述第一主板上，所述第一压板固定于多个所述加载螺栓的下端，所述第一锁紧件为第一锁紧螺栓。
7.根据权利要求1所述的复合材料层板高速冲击测试夹具，其特征在于，所述第二支架包括第二主板和分别固定于所述第二主板两侧的两个第二连接板，一个所述第二连接板滑动套设于一个所述立柱上，一个所述第二连接板能够通过一个第二锁紧件固定锁紧于一个所述立柱上，所述压紧调节组件安装于所述第二主板一侧。
8.根据权利要求7所述的复合材料层板高速冲击测试夹具，其特征在于，所述压紧调节组件包括多个压紧螺栓，多个所述压紧螺栓安装于所述第二主板一侧，所述第二压板固定于多个所述压紧螺栓一侧，所述第二锁紧件为第二锁紧螺栓。
技术总结