[发明专利]一种纤维增强复合材料预制体裁切夹具

说明书

一种裁切纤维增强复合材料预制体的夹具，属于试验夹具技术领域。万能试验机与连接轴之间通过销接，顶板二通过T型槽与滑块十二连接，双向丝杠三穿过滑块十二成井字形排布，通过调节滑块十二来调节裁切试样的大小，滑块十二通过刀片夹持装置八连接梯形刀片七，刀片规格根据试样大小选择。弹簧五穿套在伸缩杆六外表面，上接连接板十三下表面，下接弹簧底座四上表面。本发明实现了纤维增强复合材料预制体定尺寸试样的裁切，提高了试样大小的重复率，整个过程通过机械控制，避免了人为因素的影响。施加载荷时，通过弹簧传递给织物试样表面一定压力，减小了复杂的裁切过程对试样造成的变形，大幅提高了后期试验的效率、可重复性和准确性。

技术领域

本发明涉及一种裁切夹具，具体涉及一种裁切纤维增强复合材料预制体的夹具。

背景技术

纤维增强复合材料是20世纪60年代中期发展起来的一种新型材料，因其具有比强度高、比刚度高和可设计性强等优点，在航空、航天和国防领域得到广泛的应用。高性能纤维织物作为纤维增强复合材料预制体，对复合材料的力学性能有着决定性影响。纤维增强复合材料制备过程中往往涉及到织物的复杂变形，如平板状的织物转换为发动机叶片、机匣和飞行器罩体等复杂外形时发生的变形。

通过试验来研究织物的力学性能和变形特性是最直接有效的。然而，织物是一种柔性结构，其裁切比较困难。织物试样在裁切过程中容易发生纤维抽拔、滑移和屈曲等失效行为，尤其对于高厚的三维立体织物而言，如何保证织物试样的裁切能够较小的影响织物力学性能和变形特性的测试结果是首先需要解决的难题。目前关于织物裁切方法的研究较少，国内外学者在进行织物力学行为测试时，均不考虑试样的裁切过程对织物力学性能的影响。一些学者采用裁纸机等工具对三维立体织物进行裁切，这种方法会导致织物厚度方向纤维发生严重的剪切滑移，从而严重影响试验结果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纤维增强复合材料预制体裁切夹具。该夹具能够实现不同厚度、不同大小平板织物的裁切，夹具结构简单，能够连续调节丝杠，实现不同大小的织物试样的裁切。

为实现上述目的，本发明提供了一种能够实现纤维增强复合材料预制体裁切的夹具。其特征在于：包括连接轴(1)、顶板(2)、四个丝杠(3)、四个弹簧底座(4)、四个弹簧(5)、四个伸缩杆(6)、四个梯形刀片(7)、四个刀片夹持装置(8)、四个垫板(9)、织物试样(10)、底板(11)、四个滑块(12)、连接板(13)及八个轴销(14)；

所述连接轴(1)固定在顶板(2)上，所述滑块(12)与顶板(2)之间滑动配合，所述丝杠(3)与滑块(12)通过螺纹连接，所述滑块(12)与连接板(13)固定连接。所述滑块(12)通过所述轴销(14)与所述刀片夹持装置(8)连接，所述刀片夹持装置(8)与不同规格梯形刀片(7)配合连接，所述连接板(13)与伸缩杆顶面(6)固定连接。所述弹簧(5)套在伸缩杆(6)外表面，弹簧上表面与连接板(13)接触，下表面与弹簧底座(4)接触。所述弹簧底座(4)与伸缩杆底面(6)固定连接。所述弹簧底座(4)与垫板(9)相互接触，所述织物试样(10)位于垫板(9)下方，底板(11)上方。进行织物裁切时，所述连接轴(1)与万能试验机相连，向下运动。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

本发明能够保证较高的裁切效率和尺寸重复率，实现试样的整体裁切，减小试样制备的时间，提高试验效率；裁切过程通过弹簧(5)和伸缩杆(6)施加给织物一定的压力，减小织物裁切变形，提高裁切精度，减小对后期试验测试的影响。

附图说明

图1是本发明的纤维增强复合材料预制体裁切夹具装配结构示意图；

图2是本发明的纤维增强复合材料预制体裁切夹具三视图；

图3是本发明的连接轴和顶板结构局部示意图；

图4是本发明双向丝杠控制结构局部示意图；