[发明专利]一种碳纤维复合材料承压壳体液压疲劳试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及液压疲劳试验系统，尤其是涉及一种碳纤维复合材料承压壳体液压疲劳试验系统。

背景技术

高强度碳纤维复合材料以其轻质、高强度、材料性能具有可设计性、便于移动而大量应用于航天航空、飞机、导弹等飞行器上，碳纤维及其复合材料制品是目前世界上发展最为迅猛的高科技材料之一，如航天飞机机身、导弹外壳、飞机机身壳体等均是一个圆柱形碳纤维复合材料承压壳体，这类承压壳体是目前碳纤维复合材料用量最大的重要部件之一。

这类承压壳体除了圆柱形筒体结构以外，壳体上还会有接管，接管之间需要互联互通，这类连接区域的几何形状具有与原来形状不一致的突变，除受到压力作用外，还有附加载荷或者弯矩的作用，使得该处的应力分布十分复杂，如果设计不合理导致内部应力集中水平很高，往往很容易引起裂纹，这种裂纹会随着结构上往复变化的载荷而不断扩展，最后导致结构失效。此外，温度对碳纤维复合材料疲劳性能及破坏模式也有不同程度的影响，这使得碳纤维复合材料的疲劳寿命与力学行为变得异常复杂。

因此对复杂形状结构碳纤维复合材料承压壳体疲劳寿命进行研究从而揭示其内在应力分布和裂纹发生机理、以及裂纹扩展速率与失效行为，对复合材料结构的设计和应用有着重要的意义和作用。但是，目前所使用的液压疲劳试验系统往往是针对某一类特定的产品如气瓶，应用范围较窄，操作维护不便，且没有考虑试验温度的影响，不适用于复合材料承压结构的疲劳试验。

发明内容

为避免上述背景技术中所存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种碳纤维复合材料承压壳体液压疲劳试验系统，以满足复杂结构碳纤维复合材料承压壳体的疲劳试验分析，根据不同的试验要求设置相应的试验程序。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括保温水箱，过滤器，高压柱塞泵，溢流阀，常开电磁阀，断电延时继电器，压力开关，计数器，常闭电磁阀，通电延时继电器，温度控制器，加热器，两个截止阀和两个试件；保温水箱内装有过滤器和加热器，加热器接有温度控制器，高压柱塞泵的进水口接过滤器，高压柱塞泵的出水口经常开电磁阀后分为两路，第一路经第一截止阀接第一试件，第二路经第二截止阀接第二试件；常开电磁阀的进水口接溢流阀的进水口，常开电磁阀的出水口接常闭电磁阀的进水口，溢流阀的出水口和常闭电磁阀的出水口并接后接入保温水箱；常开电磁阀的出口端接压力开关后分为三路控制电路，第一路经断电延时继电器与常开电磁阀电连接，第二路经通电延时继电器与常闭电磁阀电连接，第三路接计数器。

计算机的一路与温度控制器电连接，计算机的另一路经压力传感器与第一截止阀进水口和第二截止阀进水口连接。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明具有通用性，能满足不同形状尺寸碳纤维复合材料承压壳体的疲劳试验工况，可以根据不同的实验要求设置相应的试验程序。

2、本发明通过设置多条试件支路，可以实现同时对多个试件进行疲劳试验，工作效率高，应用范围广。

3、本发明系统设置简单、性能稳定，安全可靠，可实现试验压力、温度、疲劳频率等参数的调节与控制。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图中：1、保温水箱，2、过滤器，3、高压柱塞泵，4、溢流阀，5、常开电磁阀，6、断电延时继电器，7、压力开关，8、计数器，9、常闭电磁阀，10、通电延时继电器，11、温度控制器，12、加热器，13、计算机，14、压力传感器，15、两个截止阀，16、两个试件。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括保温水箱1，过滤器2，高压柱塞泵3，溢流阀4，常开电磁阀5，断电延时继电器6，压力开关7，计数器8，常闭电磁阀9，通电延时继电器10，温度控制器11，加热器12，计算机13，压力传感器14，两个截止阀15和两个试件16。

保温水箱1内装有过滤器2和加热器12，加热器12接有温度控制器11，高压柱塞泵3的进水口接过滤器2，高压柱塞泵3的出水口经常开电磁阀5后分为两路，第一路经第一截止阀接第一试件，第二路经第二截止阀接第二试件；常开电磁阀5的进水口接溢流阀4的进水口，常开电磁阀5的出水口接常闭电磁阀9的进水口，溢流阀4的出水口和常闭电磁阀9的出水口并接后接入保温水箱1；常开电磁阀5的出口端接压力开关7后分为三路控制电路，第一路经断电延时继电器6与常开电磁阀5连接，第二路经通电延时继电器10与常闭电磁阀9连接，第三路接计数器8。