一种用于测试复合材料剪切性能的夹具制造技术

一种用于测试复合材料剪切性能的夹具，包括上压块（1）、下压块（2）、左侧楔形锁紧块（4）、右侧楔形锁紧块、左侧紧固螺栓、右侧紧固螺栓（8）、V形缺口梁试样（9）、上夹持螺栓（10）、下夹持螺栓（11）、上对中装置（12）、下对中装置（13）、上导轨柱（14）、下导轨柱（16）、上加载杆（15）和下加载杆（17）。本实用新型专利技术夹具通过左右矩形孔（205），装拆V型缺口梁试样简单方便，通过左右侧楔形锁紧块以及上下矩形垫片组合夹持的方式，适用于不同尺寸的V型缺口梁试样，具有较强的可调节性。的可调节性。的可调节性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测试复合材料剪切性能的夹具


[0001]本技术涉及一种用于测试复合材料剪切性能的夹具，属复合材料性能测试


技术介绍

[0002]目前，针对复合材料剪切性能的试验研究，主要采用轨道剪切法（包括双轨道剪切法和三轨道剪切法）、Iosipescu剪切法、V型缺口轨道剪切法等。其中，Iosipescu剪切法由于试验方法简单易操作实施，所需V型缺口梁试样容易加工，且得出试样的测试结果比较理想，故而在复合材料的剪切性能测试领域中受到的广泛应用，并被制定成试验标准ASTM D 5379。该试验标准叙述了一种专用于测试复合材料V型缺口梁试样剪切性能的夹具，通过该夹具两部分之间的相对位移对V型缺口梁试样施加载荷，通过对中工具使V型缺口梁试样的V型缺口的竖向中心线与载荷作用线一致，通过轴承杆和含线性轴承的夹块之间的配合，使得V型缺口梁试样只能沿着载荷作用线方向移动，减小了试样弯曲变形产生的影响，在V型缺口附近形成均匀的剪切应力场。然而，该夹具仍存在一定的缺点，具体如下：
[0003]（1）V型缺口梁试样沿厚度方向定位困难，即针对不同厚度的试样，加载中心线方向并不都是与V型缺口的竖向中心线一致，故严重影响实验结果；
[0004]（2）当测试V型缺口梁试样的厚度比较薄时，测试难度大幅提升，因此需要在远离试验段的试样两个表面局部粘贴加强片，以求提高试样的稳定性，但同时导致试验准备时的工作量的大幅增加；
[0005]（3）当施加的载荷较大时，夹具上产生弯曲变形，使得V型缺口梁试样的受力状态发生改变，呈现出弯曲和剪切同时作用的复杂受力状态，也进一步增大夹头与轴承杆之间的摩擦力，导致试验结果被严重影响。
[0006]对于上述缺点，相关技术人员做出了改进，如公开号为CN207066861U，公开了一种用于V型缺口梁试样剪切性能试验的卡具。该卡具改善了不同厚度试样沿厚度方向定位困难的情况，减小了V型缺口梁试样在承受载荷时产生不必要弯曲载荷的几率，降低支撑柱和夹块之间的摩擦力，提高了试样剪切性能测试数据的准确度。然而，该卡具结构形式复杂，拆装V型缺口梁试样过程复杂，沿试样厚度方向定位误差大，并且试验过程中不容易观察安装在卡具中的试样情况，存在很大的局限性。
[0007]之后有相关技术人员设计了用于测试V型缺口梁试样剪切性能的新型夹具，如公开号CN112798406A，公开了一种复合材料剪切性能测试的夹具。该夹具适用于各种不同尺寸的V型开槽试样，可调节性强，夹持端距离试验段较远，能够减小应力集中现象出现的概率，有效减小大载荷下V型开槽试样所受的不必要的摩擦力和弯曲载荷。但是，该夹具结构形式复杂，拆装V型开槽试样过程繁琐，沿V型开槽试样厚度方向定位对中困难，具有较大的局限性。

技术实现思路

[0008]本技术的目的是，为了解决现有夹具在使用过程中沿V型缺口梁试样厚度方向精确定位对中困难、拆装试样繁琐以及夹具由于受大载荷产生弯曲变形，致使试样产生弯曲和剪切同时作用的复杂受力状态问题，提出一种用于测试复合材料剪切性能的夹具。
[0009]本技术的技术方案如下，一种用于测试复合材料剪切性能的夹具，其包括上压块1、下压块2、上矩形垫块3、左侧楔形锁紧块4、左侧紧固螺栓5、下矩形垫块6、右侧楔形锁紧块7、右侧紧固螺栓8、V形缺口梁试样9、上夹持螺栓10、下夹持螺栓11、上对中装置12、下对中装置13、上导轨柱14、下导轨柱16、上加载杆15和下加载杆17。
[0010]所述上压块1包括上加载杆螺栓孔101、上直线轴承孔102、上T形对中槽103、上梯形槽104、左侧矩形孔105、左侧光孔106、上夹持螺栓孔107和为上导轨柱孔108；所述下压块2包括下加载杆螺栓孔201、下直线轴承孔202、下T形对中槽203、下梯形槽204、右侧矩形孔205、右侧光孔206、下夹持螺栓孔207和下导轨柱孔208。
[0011]所述上压块和下压块均为L形结构，长边为方形长柱，短边为方形短柱，方形长柱与方形短柱垂直；所述上压块的方形长柱上设有上梯形槽，所述左侧楔形锁紧块安装在上梯形槽内，上梯形槽两侧上设置有上夹持螺栓孔，安装上夹持螺栓，固定上矩形垫块；所述上压块的方形长柱的端部设有上导轨柱孔，所述上导轨柱安装在上导轨柱孔中；所述上压块的方形短柱的水平面上设置有上加载杆螺栓孔和上直线轴承孔，所述上加载杆安装在上加载杆螺栓孔中；所述下压块的方形长柱上设有下梯形槽，所述右侧楔形锁紧块安装在下梯形槽内，下梯形槽两侧上设置有下夹持螺栓孔，安装下夹持螺栓，固定下矩形垫块；所述下压块的方形长柱的端部设有下导轨柱孔，所述下导轨柱安装在下导轨柱孔中；所述下压块的方形短柱的水平面上设置有下加载杆螺栓孔和下直线轴承孔，所述下加载杆安装在下加载杆螺栓孔中；所述上导轨柱的另一端插入下压块的方形短柱的下直线轴承孔中；所述下导轨柱的另一端插入上压块的方形短柱的上直线轴承孔中；所述上压块的方形短柱与方形长柱交界的方形短柱面上设置有T形对中槽，上对中装置的T形端部安装在T形对中槽；所述下压块的方形短柱与方形长柱交界的方形短柱面上设置有T形对中槽，下对中装置的T形端部安装在T形对中槽； V形缺口梁试样位于上对中装置与下对中装置两者之间；所述上矩形垫块有两块，分别安放在所述V型缺口梁试样左端的前侧表面和所述上梯形槽的前侧表面以及所述V型缺口梁试样左端后侧表面和所述上梯形槽的后侧表面之间；所述下矩形垫块分别安放在所述V型缺口梁试样的右端前侧表面和所述下梯形槽前侧表面以及所述V型缺口梁试样右端后侧表面和所述下梯形槽的后侧表面之间；所述上压块的方形长柱侧面上设置有左侧矩形孔和左侧光孔，所述左侧光孔与上梯形槽相通，左侧紧固螺栓由左侧光孔进入连接左侧楔形锁紧块；所述下压块的方形长柱侧面上设置有右侧矩形孔和右侧光孔，所述右侧光孔与下梯形槽相通，右侧紧固螺栓由右侧光孔进入连接右侧楔形锁紧块。
[0012]所述上对中装置包括上T形对中块、上对中定位块、上对中定位紧固螺栓和上对中定位孔；所述上对中装置为T形结构，由一长方形板与长条形板垂直连接，一端为T形端；另一端端部为楔形，距楔形端部上方的板上开有一长方形上对中定位孔；上对中定位块的上部长方形块插入长方形孔中，由上对中定位紧固螺栓固定；所述下对中装置包括下T形对中块、下对中定位块、下对中定位紧固螺栓和下对中定位孔；所述下对中装置为T形结构，由一长方形板与长条形板垂直连接，一端为T形端；另一端端部为楔形，距楔形端部上方的板上
开有一长方形下对中定位孔；下对中定位块的下部长方形块插入长方形孔中，由下对中定位紧固螺栓固定。
[0013]所述上对中装置12和所述下对中装置13通过共同作用来调节对中；所述上T形对中块12只能沿所述V型缺口梁试样9厚度方向在所述上T形对中槽103滑动，所述上T形对中槽103的竖向中心线与所述上加载杆15的竖向中心线相重合；所述上T形对中块121的另一端与所述V型缺口梁试样9的V型缺口对齐；所述上对中定位块122与所述上T形对中块121上的所述上对中定位孔1211相适配，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测试复合材料剪切性能的夹具，其特征在于，所述夹具包括上压块、下压块、上矩形垫块、下矩形垫块、左侧楔形锁紧块、右侧楔形锁紧块、左侧紧固螺栓、右侧紧固螺栓、V型缺口梁试样、上夹持螺栓、下夹持螺栓、上对中装置、下对中装置、上导轨柱、下导轨柱、上加载杆和下加载杆；所述上压块包括上加载杆螺栓孔、上直线轴承孔、上T形对中槽、上梯形槽、左侧矩形孔、左侧光孔、上夹持螺栓孔和为上导轨柱孔；所述下压块包括下加载杆螺栓孔、下直线轴承孔、下T形对中槽、下梯形槽、右侧矩形孔、右侧光孔、下夹持螺栓孔和下导轨柱孔；所述上压块和下压块均为L形结构，长边为方形长柱，短边为方形短柱，方形长柱与方形短柱垂直；所述上压块的方形长柱上设有上梯形槽，所述左侧楔形锁紧块安装在上梯形槽内，上梯形槽两侧上设置有上夹持螺栓孔，安装上夹持螺栓，固定上矩形垫块；所述上压块的方形长柱的端部设有上导轨柱孔，所述上导轨柱安装在上导轨柱孔中；所述上压块的方形短柱的水平面上设置有上加载杆螺栓孔和上直线轴承孔，所述上加载杆安装在上加载杆螺栓孔中；所述下压块的方形长柱上设有下梯形槽，所述右侧楔形锁紧块安装在下梯形槽内，下梯形槽两侧上设置有下夹持螺栓孔，安装下夹持螺栓，固定下矩形垫块；所述下压块的方形长柱的端部设有下导轨柱孔，所述下导轨柱安装在下导轨柱孔中；所述下压块的方形短柱的水平面上设置有下加载杆螺栓孔和下直线轴承孔，所述下加载杆安装在下加载杆螺栓孔中；所述上导轨柱的另一端插入下压块的方形短柱的下直线轴承孔中；所述下导轨柱的另一端插入上压块的方形短柱的上直线轴承孔中；所述上压块的方形短柱与方形长柱交界的方形短柱面上设置有上T形对中槽，上对中装置的T形端部安装在上T形对中槽；所述下压块的方形短柱与方形长柱交界的方形短柱面上设置有下T形对中槽，下对中装置的T形端部安装在下T形对中槽； V型缺口梁试样位于上对中装置与下对中装置两者之间；所述上矩形垫块有两块，分别安放在所述V型缺口梁试样左端的前侧表面和所述上梯形槽的前侧表面以及所述V型缺口梁试样左端后侧表面和所述上梯形槽的后侧表面之间；所述下矩形垫块分别安放在所述V型缺口梁试样的右端前侧表面和所述下梯形槽前侧表面以及所述V型缺口梁试样右端后侧表面和所述下梯形槽的后侧表面之间；所述上压块的方形长柱侧面上设置有左侧矩形孔和左侧光孔，所述左侧光孔与上梯形槽相通，左侧紧固螺栓由左侧光孔进入连接左侧楔形锁紧块；所述下压块的方形长柱侧面上设置有右侧矩形孔和右侧光孔，所述右侧光孔与下梯形槽相通，右侧紧固螺栓由右侧光孔进入连接右侧楔形锁紧块。2.根据权利要求1所述的一种用于测试复合材料剪切性能的夹具，其特征在于，所述上对中装置包括上T形对中块、上对中定位块、上对中定位紧固螺栓和上对中定位孔；所述上对中装置为T形结构，由一长方形板与长条形板垂直连接，一端为T形端；另一端端部为楔形，距楔形端部上方的板上开有一长方形上对中定位孔；上对中定位块的上部长方形块插入长方形孔中，由上对中定位紧固螺栓固定；所述下对中装置包括下T形对中块、下对中定位块、下对中定位紧固螺栓和下对中定位孔；所述下对中装置为T形结构，由一长方形板与长条形板垂直连接，一端为T形端；另一端端部为楔形，距楔形端部上方的板上开有一长方形下对中定位孔；下对中定位块的下部长方形块插入长方形孔中，由下对中定位紧固螺栓固定。3.根据权利要求1所述的一种用于测试复合材料剪切性能的夹具，其特征在于，所述上夹持螺栓与所述上夹持螺栓孔螺纹连接，通过拧紧所述上夹持螺栓挤压所述上矩形垫块，
以使所述V型缺口梁试样的左端由所述上矩形垫块夹持紧；所述下夹持螺栓与所述下夹持螺栓孔螺纹连接，通过拧紧所述下夹持螺栓挤压所述下矩形垫块，以使所述V型缺口梁试样的右端由所述下矩形垫块夹持紧。4.根据权利要求1所述的一种用于测试复合材料剪切性能的夹具，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷祖祥，马俊伟，刘刚，程淳羽，童立红，万云，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：新型
国别省市：