用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具制造技术

本发明专利技术提供了一种用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具，其包括：圆盘，由两块圆盘主体拼合而成，每一所述圆盘主体的前后两表面分别开设有对应的卡槽；多块加载块分别安装在对应的所述卡槽内，将复合材料试验件夹紧在所述加载块之间；多块压块分别安装在对应的所述卡槽内，且与对应的所述加载块相抵，向所述加载块施加安装限位预紧力；至少两个加载叉和至少两个夹持段，所述加载叉的一端相对地固定在所述圆盘上，所述加载叉的另一端与对应所述夹持段的一端连接。本发明专利技术通过设计具有特定结构形式的试验夹具，可以实现陶瓷基复合材料多个方向上断裂强度性能的试验测试。陶瓷基复合材料试验件拆装操作简便，有利于提高试验测试工作效率。

【技术实现步骤摘要】
用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具
本专利技术涉及试验工装夹具领域，特别涉及一种用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具。
技术介绍
先进陶瓷基复合材料的力学行为具有方向性，其在不同方向和不同加载形式下通常表现出不同的断裂强度性能，上述强度性能参数是对其进行工程设计应用的重要依据。目前，复合材料不同方向上断裂强度性能测试的试验夹具主要参照Arcan圆盘夹具形式。现有的复合材料试验件与Arcan圆盘间的连接和载荷传递主要通过螺杆-加载孔连接、胶接或者是挤压限位等方式实现。由于受到复合材料试验件以及试验夹具加工误差的影响，通过现有连接形式施加到试验件上的载荷不能很好地满足与试验件厚度方向中面共面的要求，即所施加的载荷方向与设计要求间存在偏差，进而影响试验结果的准确性。如果采用了胶接形式，还会因为胶接剂的固化和去除环节而大大增加试验测试的时间成本，并且有脱胶导致试验失败的风险。此外，陶瓷基复合材料试验件加持段不容易进行加载孔加工，难度大并且精度难以保证，所以不利于采用现有的螺杆-加载孔连接的形式完成陶瓷基复合材料试验件在工装夹具上的安装。有鉴于此，本领域技术人员亟待研制新的适用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具，以期克服上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中试验施加载荷方向与设计形式容易存在偏差的缺陷，提供一种用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具，其特点在于，所述工装夹具包括：圆盘，由两块圆盘主体拼合而成，每一所述圆盘主体的前后两表面分别开设有对应的卡槽；多块加载块，所述加载块分别安装在对应的所述卡槽内，将复合材料试验件夹紧在所述加载块之间；多块压块，所述压块分别安装在对应的所述卡槽内，且与对应的所述加载块相抵，向所述加载块施加安装限位预紧力；至少两个加载叉和至少两个夹持段，所述加载叉的一端相对地固定在所述圆盘上，所述加载叉的另一端与对应所述夹持段的一端连接。根据本专利技术的一个实施例，所述卡槽为梯形卡槽，位于每一所述圆盘主体的前后两表面上所述卡槽形状相同且位置相对。根据本专利技术的一个实施例，所述梯形卡槽向内延伸形成一矩形卡槽，所述矩形卡槽与所述梯形卡槽连通，所述加载块安装在所述梯形卡槽内，所述压块安装在所述矩形卡槽内。根据本专利技术的一个实施例，所述加载块的内表面为锯齿面。根据本专利技术的一个实施例，所述复合材料试验件的两端的前后两面均设置有加强片，所述加载块的锯齿面与所述加强片相贴合。根据本专利技术的一个实施例，所述压块为单边楔形压块。根据本专利技术的一个实施例，所述圆盘主体上开设有若干加载孔。根据本专利技术的一个实施例，所述加载叉与对应所述圆盘主体之间通过加载销固定。根据本专利技术的一个实施例，所述加载块和所述压块上开设有多个通孔，相对设置的所述加载块之间和所述压块之间分别通过多个拧紧螺栓对应穿过所述通孔固定。根据本专利技术的一个实施例，所述拧紧螺栓上安装有备紧螺母。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具通过设计具有特定结构形式的试验夹具，可以实现陶瓷基复合材料多个方向上断裂强度性能的试验测试。带有铝制加强片的陶瓷基复合材料试验件通过机械安装在试验夹具上，拆装操作简便，相比于胶接有利于提高试验测试工作效率。所述工装夹具在不同部件之间载荷的传递路径上均采用具有自适应特性的斜面接触，没有配合间隙，有利于保证试验载荷，以正确的设计形式施加到试验件上。试验件的加持段结构形式简单，无需进行加载孔加工。试验夹具结构形式简单，加载相关的对称结构尺寸加工精度容易达到。利用上述工装夹具会显著提高陶瓷基复合材料不同方向上的强度性能测试工作的效率，并有利于提高测试结果的准确性，对陶瓷基复合材料断裂强度性能参数的获取具有很大帮助。附图说明本专利技术上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：图1为本专利技术用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具与复合材料试验件的安装状态示意图。图2为本专利技术中采用的复合材料试验件的立体图。图3为本专利技术中采用的复合材料试验件的主视图。图4为本专利技术中采用的复合材料试验件的侧视图。图5为本专利技术用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具中单侧加载块、压块和拧紧螺栓安装完成的状态示意图一。图6为本专利技术用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具中单侧加载块、压块和拧紧螺栓安装完成的状态示意图二。图7为本专利技术用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具中双侧加载块、压块和拧紧螺栓安装过程的状态示意图。图8为图7中的A部分放大图。图9为本专利技术用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具安装完成后圆盘的主视图。图10为图9沿B-B线剖开的剖视图。图11为图10中C部分的放大图。【附图标记】圆盘10加载块20压块30加载叉40夹持段50圆盘主体11卡槽60复合材料试验件70梯形卡槽61矩形卡槽62锯齿面21加强片71拧紧螺栓80备紧螺母81加载孔12加载销41具体实施方式为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。现在将详细参考附图描述本专利技术的实施例。现在将详细参考本专利技术的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本专利技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本专利技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本专利技术。图1为本专利技术用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具与复合材料试验件的安装状态示意图。图2为本专利技术中采用的复合材料试验件的立体图。图3为本专利技术中采用的复合材料试验件的主视图。图4为本专利技术中采用的复合材料试验件的侧视图。图5为本专利技术用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具中单侧加载块、压块和拧紧螺栓安装完成的状态示意图一。图6为本专利技术用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具中单侧加载块、压块和拧紧螺栓安装完成的状态示意图二。图7为本专利技术用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具中双侧加载块、压块和拧紧螺栓安装过程的状态示意图。图8为图7中的A部分放大图。图9为本专利技术用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具安装完成后圆盘的主视图。图10为图9沿B-B线剖开的剖视图。图11为图10中C部分的放大图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具，其特征在于，所述工装夹具包括：/n圆盘，由两块圆盘主体拼合而成，每一所述圆盘主体的前后两表面分别开设有对应的卡槽；/n多块加载块，所述加载块分别安装在对应的所述卡槽内，将复合材料试验件夹紧在所述加载块之间；/n多块压块，所述压块分别安装在对应的所述卡槽内，且与对应的所述加载块相抵，向所述加载块施加安装限位预紧力；/n至少两个加载叉和至少两个夹持段，所述加载叉的一端相对地固定在所述圆盘上，所述加载叉的另一端与对应所述夹持段的一端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具，其特征在于，所述工装夹具包括：
圆盘，由两块圆盘主体拼合而成，每一所述圆盘主体的前后两表面分别开设有对应的卡槽；
多块加载块，所述加载块分别安装在对应的所述卡槽内，将复合材料试验件夹紧在所述加载块之间；
多块压块，所述压块分别安装在对应的所述卡槽内，且与对应的所述加载块相抵，向所述加载块施加安装限位预紧力；
至少两个加载叉和至少两个夹持段，所述加载叉的一端相对地固定在所述圆盘上，所述加载叉的另一端与对应所述夹持段的一端连接。


2.如权利要求1所述的用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具，其特征在于，所述卡槽为梯形卡槽，位于每一所述圆盘主体的前后两表面，上所述卡槽形状相同且位置相对。


3.如权利要求2所述的用于测试陶瓷基复合材料断裂强度的工装夹具，其特征在于，所述梯形卡槽向内延伸形成一矩形卡槽，所述矩形卡槽与所述梯形卡槽连通，所述加载块安装在所述梯形卡槽内，所述压块安装在所述矩形卡槽内。


4.如权利要求1所述的用于测试陶瓷基复合材料断裂强度...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭洪宝，江有为，洪智亮，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海;31