[发明专利]一种冲击损伤预制装置

说明书

本发明属于复合材料试验及测试技术领域，具体公开了一种冲击损伤预制装置，包括冲击头，冲击腔，气动腔，所述气动腔与冲击腔通过阀门组件选择性地连通，在连通时气动冲击所述冲击头，阀门组件包括挡板及第一弹性元件，挡板用于密封气动腔的出口，第一弹性元件用于向挡板施加密封出口的第一预设弹性力；还包括致动组件，致动组件包括扳机，挡块，第二弹性元件和撞杆，挡块固定设置于撞杆上，扳机选择性地卡止挡块，第二弹性元件用于向撞杆施加顶推挡板的第二预设弹性力，第二预设弹性力大于第一预设弹性力。本发明公开的冲击损伤预制装置气动冲击冲击头，装置体积小，方便携带，使用灵活，具有较好地实用性。

技术领域

本发明涉及复合材料试验及测试技术领域，尤其涉及一种冲击损伤预制装置。

背景技术

复合材料因其质量轻及性能优而被广泛应用于飞机机体结构中，如复合材料机翼等。在复合材料机翼的制造、使用及维护过程中，不可避免地遭受低能量冲击所导致的损伤，这些损伤难以通过常规检测方法检出。但随着飞机的重复起落，损伤不断扩展，从而导致整个机翼结构失效，危及飞行安全。因此，在结构设计和试验验证过程中，需要人为预制相应的低能量冲击损伤，并对该类冲击损伤对机翼结构的影响进行验证，尤其是对于在实际运行过程中，容易遭受各种能量冲击的应力集中区域和结构进行低能量冲击预制和验证，如机翼下壁板人孔结构和翼梁倒角结构等。

现有常用的冲击损伤预制装置主要有两种：一种依靠冲击头自由落体的方式进行冲击，该装置采用三根可折叠支腿套在一个圆筒上，冲击头在圆筒内自由落体，可以通过调整冲击头的质量和安装的初始高度计算作用在复合材料试验件上的冲击能量，并预制出相应的损伤；另一种是依靠弹簧带动冲击头进行冲击，弹簧压缩到一定程度后释放弹簧，将弹簧的弹性力转化为冲击头的动能，并在复合材料试验件上预制出相应的损伤。

现有的自由落体式的损伤预制装置，为了获得足够的能量，结构尺寸大，不方便携带；由于其采用自由落体式，仅能沿竖直方向制造损伤，无法在其他方向上进行冲击，冲击头进行冲击后会有回弹的发生；且该类装置仅能对零件状态的结构进行冲击，不能对处于组合安装状态的结构进行冲击，因此，冲击损伤的效果与实际冲击存在偏差。而对于弹簧式的损伤预制装置，由于要获得足够的速度，一般外筒尺寸较长，超过复合材料机翼下壁板人孔的长轴尺寸，不能对人孔边缘进行垂直冲击，对其他较小结构的冲击预制也较为困难；且由于压缩弹簧需要配置一定的配套设备，使弹簧式的预制损伤结构难以在机翼内部使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冲击损伤预制装置，以降低冲击损伤预制装置的尺寸，提高装置使用的灵活性，同时能对较小区域的结构进行冲击损伤预制。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种冲击损伤预制装置，包括冲击头，还包括：

冲击腔，用于容纳所述冲击头；

气动腔，与所述冲击腔通过阀门组件选择地连通，用于在连通时气动冲击所述冲击头，所述阀门组件包括挡板和第一弹性元件，所述挡板用于密封所述气动腔的出口，所述第一弹性元件用于向所述挡板施加密封所述出口的第一预设弹性力；

致动组件，所述致动组件包括扳机，挡块，第二弹性元件和撞杆，所述挡块固定设置于所述撞杆上，所述扳机选择性地卡止所述挡块，所述第二弹性元件用于向所述撞杆施加顶推所述挡板的第二预设弹性力，所述第二预设弹性力大于所述第一预设弹性力。

进一步地，所述气动腔还包括设置于其入口的进气阀，所述进气阀连接于气源。

进一步地，所述阀门组件设置于所述气动腔内，所述挡板抵靠所述出口的内端。

进一步地，所述撞杆包括连接套和推杆，所述连接套内设置有所述第二弹性元件，所述推杆设置于所述连接套与所述挡板之间。