异形端面聚酰亚胺衬套管壁高温压缩试验装置技术领域
本发明涉及一种异形端面聚酰亚胺衬套管壁高温压缩试验装置，尤其是一种带异形
端面的聚酰亚胺衬套管壁高温压缩试验装置。
背景技术
目前，由注塑直接成型或在注塑坯件上机加工成型的聚酰亚胺衬套广泛应用于航空、
航天和大多数高温工况下，以达到避免轴直接和座孔对磨，减少对轴的损害和保护轴的作用。
由于聚酰亚胺衬套轴向压缩性能复合材料独特的非均匀性和各向异性使其在有限元分析时有
别于常规材料，特别是一些结构复杂的复合材料构件，采用离散单元进行分析在实践中很难
实现。当衬套承受轴向压缩载荷时，衬套压缩强度的瓶颈位置，最大应力位于圆角区域，衬
套圆角区域应力集中，当承受压缩载荷时该区域较易破坏而最终导致零件失效。现有技术中
通常采用图3、图4所示的聚酰亚胺衬套管体破坏应力试验装置，中国专利公告号
CN204241311U也公开了一种《聚酰亚胺模塑件管体破坏应力试验装置》。该管体破坏应力
试验装置包括连接杆1、压杆2和放置在电子拉力机上的压座3，压杆2通过连接杆1与电
子拉力机连接，聚酰亚胺模塑件7放置在压杆2和压座3之间。使用该专利申请所提供的装
置能进行聚酰亚胺衬套管壁的高温性能检测，属于针对产品实际性能的表征测试，可以在一
定程度上进行聚酰亚胺衬套管壁高温性能检测，但是不足之处是：1、聚酰亚胺衬套产品规
格有多种，包括不同的管体直径、内壁厚度，特别是端面尺寸差异较大，甚至有异形端面。
使用上述试验装置通用性较差，对于带异形端面的聚酰亚胺衬套不能进行试验。2、所述装
置使用固定限位器限制衬套试验时滚动，但是限制效果有限，仍难以保证管体受力同轴度。
在图4所示的现有聚酰亚胺衬套管体破坏应力试验装置中，将异形端面聚酰亚胺衬
套放置在压座上，异形端面聚酰亚胺衬套的异形端面紧贴这压座侧面，将压杆压在异形端面
聚酰亚胺衬套上，直接施加压力，由于异形端面聚酰亚胺衬套异形端面不固定，加之异形端
面聚酰亚胺衬套管体是圆形，管体会在压座上滚动，安装压杆时容易造成不同轴，影响了试
验结果准确性。
发明内容
为解决上述现有技术聚酰亚胺衬套管壁高温性能试验的不足，本发明针对现有技术
存在的不足之处，提供一种受力同轴度高、测量精确、通用性强，可以用于任何形状的异形
端面的聚酰亚胺衬套的异形端面聚酰亚胺衬套管壁高温压缩试验装置。
本发明的上述目的可以通过以下措施来达到：一种异形端面聚酰亚胺衬套管壁高温
压缩试验装置，包括通过销钉连接到高温拉力试验机上，带有支撑压杆8的压座、固定在所
述压座上的压缩试验台5和压头1，其特征在于，支撑压杆8连接压缩试验台5,设有横向
调节杆12的压缩试验台5以矩形立方体的结构形式固定在所述压座的矩形腔体内，所述矩
形立方体的自由端一侧边长上设有压紧挡板9和固定在压紧挡板9下方，用于装夹试样件2
的挡板3，挡板3采用两个左右对称独立的U型片，分别通过固定螺母4固定在压缩试验台
5两侧；横向调节杆12从压缩试验台5中心孔穿过连接调紧螺母6，且两侧设有套装了预紧
弹簧11，用于调节压紧挡板9与压缩试验台5位置的两平行导向杆10，压缩试验台上中心
刻度线和矩形立方体燕尾导向槽平行位移对试验件进行横、纵向调整保证同轴度，压头压在
管体中部避免聚酰亚胺衬套异形端面受力。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
受力同轴度高、测量精确。本发明根据带异形端面聚酰亚胺衬套的结构特征以及管体需承受
压力的特点，对带异形端面聚酰亚胺衬套管壁高温性能试验装置进行了设计：将支撑压杆8
与压缩试验台5连接防止试验过程中滑动；压缩试验台5上中心刻度线和燕尾导向槽7平行
位移对试验件2进行横、纵向调整，保证了同轴度以及压头1压在在管体中部。
通用性强。本发明在矩形立方体的自由端一侧边长上设置固定在压紧挡板9下方装
夹试样件2的挡板3，挡板3采用两个左右对称独立的U型片，能够根据带异形端面聚酰亚
胺衬套管体直径和异形端面厚度选择不同尺寸和厚度，可以用于任何形状的异形端面的聚酰
亚胺衬套，避免了聚酰亚胺衬套异形端面受力，即保证了衬套管体在压座上不会左右滚动，
又保证了管体与压座的线接触。
本发明通过旋转调紧螺母6带动横向调节杆12横向移动，使得位于横向调节杆12
顶侧的凸台部分可以带紧压紧挡板9以减小压紧挡板9和压缩试验台5之间的距离，位于横
向调节杆12两侧制有两平行导向杆10，其上一侧各装有一预紧弹簧11，其作用是调节压紧
挡板9与压缩试验台5的位置，带紧卡于此位置的试样件2端面；燕尾导向槽7可以平行于
横向调节杆12方向调节试验装置横向位移保证压头1压在在管体中部，避免了聚酰亚胺衬
套异形端面受力，即保证了衬套管体在压座上不会左右滚动，又保证了管体与压座的线接触。
附图说明
图1是本发明异形端面聚酰亚胺衬套管壁高温性能试验装置。
图2是图1的局部剖面图
图3是现有技术聚酰亚胺衬套管体破坏应力试验装置1。
图4是现有聚酰亚胺衬套管体破坏应力试验装置2。
图中：1压头，2试验件，3挡板，4固定螺母，5压缩试验台，6调节螺母，7燕尾
导向槽，8支撑压杆，9压紧挡板，10导向杆，11预紧弹簧，12横向调节杆。
具体实施方式
参阅图1、图2。在以下描述的实施例中，异形端面聚酰亚胺衬套管壁高温压缩试验
装置由压头1、挡板3、固定螺母4、压缩试验台5、调节螺母6、燕尾导向槽7、支撑压
杆8、压紧挡板9、导向杆10、预紧弹簧11和横向调节杆12组成。其中，压头1、支撑压
杆8通过销钉连接到高温拉力试验机上。支撑压杆8上端与压缩试验台(5)连接，起到固定
和支撑的作用；压缩试验台5为具有一定硬度的金属材料加工而成，且在其压缩试验台5试
验表面制有标识试样压缩时同轴度的中心刻度线，试样件2安装后以上述中心刻度线调节其
纵向位置；根据带异形端面聚酰亚胺衬套管体直径和异形端面厚度选择不同尺寸和厚度的挡
板3，防止管体在压缩试验台5上滚动，挡板3为左右对称的两个独立的U型片，分别通过
固定螺母4固定在压缩试验台5两侧，其垂直部分间空出部分为试样件2管体卡紧部位；横
向调节杆12从压缩试验台5中心孔穿过后与调紧螺母6连接，通过旋转调紧螺母6带动横
向调节杆12横向移动，使得位于横向调节杆12顶侧的凸台部分可以带紧压紧挡板9以减小
压紧挡板9和压缩试验台5之间的距离。位于横向调节杆12两侧制有两平行导向杆10，其
上一侧各装有一预紧弹簧11，其作用是调节压紧挡板9与压缩试验台5的位置，带紧卡于
此位置的试样件2衬套端面；燕尾导向槽7可以平行于横向调节杆12方向调节试验装置横
向位移保证压头1压在在管体中部，以提高试验测量精度；
按上述安装好带异形端面聚酰亚胺衬套后对专用试验装置施加压力直至聚酰亚胺管体破坏，
记录试验数据并进行数据处理。
在图1、图2所示的实施例中，带异形端面聚酰亚胺衬套异型端面为可以为方形、圆
形、线形、弧形、锯齿型等，异型端面的厚度可以是任何尺寸，衬套的管体可大可小，将衬
套管体的中心位置对准压缩试验台5中心刻度线，根据带异形端面聚酰亚胺衬套管体直径
和异形端面厚度选择不同尺寸和厚度的挡板3，并通过固定螺母4固定在压缩试验台5两侧，
保证了聚酰亚胺模塑件在压座上不会左右滚动，又保证了管体与压座的线接触。按上述安装
好带异形端面聚酰亚胺衬套后对夹具施加压力直至聚酰亚胺管体破坏，记录试验数据并进行
数据处理。
聚酰亚胺衬套异形面为方形，选择V型大端面限位器，将限位器安装在压座上，根据
异形端面聚酰亚胺衬套异形端面的尺寸大小，用定位螺栓调整异形端面聚酰亚胺衬套V型
端面限位器位置，异形端面聚酰亚胺衬套异形端面与V型限位器接触的同时保证带异形端
面聚酰亚胺衬套管体与压座自由接触，避免带异形端面聚酰亚胺衬套管体异形端面受力，保
证了带异形端面聚酰亚胺衬套管体在压座上不会左右滚动以及管体与压座的线接触。将连接
杆、压杆与电子拉力机连接在一起，压杆与带异形端面聚酰亚胺衬套管体管体接触，安装完
成后施加压力直至管体破坏。