[发明专利]单向复合材料拉伸力学性能试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种单向复合材料拉伸力学性能试验装置及试验方法，试验装置包括均为圆柱体结构且同轴心并从下到上依次设置的下底座、上底座和加载中心杆，下底座的顶面以其圆心为中心均布有多个导向杆，上底座设有与导向杆对应的通孔，以穿过导向杆，多个上夹块位于同一水平面且均布于上底座的外圆周上，多个下夹块距离下底座的顶面非等距，且与上夹块上下一一对应设置，构成试样夹具，以套接试样工件。在试样工件的中部粘贴光栅，将试验装置置于用于超低温环境，可连续单根测试多组试样工件，测试过程中不需要开箱重新安装，提高了测试效率，可大幅度减少液氮、液氧等低温介质消耗量。

技术领域

本发明属于材料的性能测试技术领域，特别涉及一种单向复合材料拉伸力学性能试验装置及试验方法。

背景技术

随着人类探索未知领域的脚步不断迈进，科学技术的向前发展是势在必行的，然而任何技术的发展都要有适宜的材料做支撑。在液氧容器罐、热核聚变、航天航空技术、超导技术、精密电磁计量、微电子器件等领域，要求工程材料有良好的低温力学性能、低温热性能等。纤维增强树脂基复合材料正因为具有低温领域所需要的各种性能而在低温工程越来越受到重视，同时，与金属材料相比，树脂基复合材料拥有轻质等优势，因此在火箭的低温推进器、低温贮箱、结构绝缘材料等方面有着广泛的应用价值。因此，探索出能可靠、高效率地表征材料在低温环境下的性能的表征方法是十分重要并且必要的。

常规的低温拉伸试验装置是将普通拉伸试验机和低温箱组合起来使用。其包括用于测试试样力学性能的拉伸试验机，用于为试样提供低温工作环境的密封低温箱，用于实现低温箱低温的制冷装置，用于测试低温箱温度的测温装置。由于液氮、液氧等低温介质降温很快，温度控制繁琐，温度控制操作难度大，控制低温拉伸试验装置的低温箱内工作空间的温度分布困难。为了有效控制低温箱工作的温度，需要具有较强温度控制能力的低温箱。并且常规的测试装置只能进行单组式样测试，效率较低、液氮的消耗量较大，同时装置还存在结构复杂、操作繁琐、成本较高，而且需要对拉伸试验机进行改造。

专利公布号为CN 206818536U的中国专利公开了一种低温力学拉伸性能检测装置，该装置主要包括冷却箱、试验机夹具、温度感应器和控制器、冷却液循环腔等。该装置只能每次测试一个式样，且最低温度无法到77k，仪器的装置复杂。专利公布号分别为CN104142273A、CN102331374A、CN 105891006等的中国专利都存在上述同样的问题。专利公布号为CN 103884601A的中国专利公布了一种液氦温区圆柱形多试样连续拉伸装置，该装置包括中空圆柱外形杜瓦瓶、外胆输液瓶和内胆输液瓶、分度旋转机构、多试样挂失夹具、排气管等，本装置虽然可以一次测多个样条，可是装置复杂、式样安装困难、操作繁琐，并且托盘和拉伸多试样用螺纹连接，该连接方式破坏了试样的完整性，容易导致试样从尾端破坏，影响测试结果。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种单向复合材料拉伸力学性能试验装置及试验方法，结构简单可靠，效率高，使用方便，一次试验可以依次测试多组单向复合材料试样工件，同时降低了液氮液氧低温介质消耗量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种单向复合材料拉伸力学性能试验装置，用于超低温环境，包括均为圆柱体结构且同轴心并从下到上依次设置的下底座、上底座和加载中心杆，所述下底座的顶面以其圆心为中心均布有多个导向杆，所述上底座设有与导向杆对应的通孔，以穿过导向杆，所述上底座和下底座的外圆周上均布有多个试样夹具，所述试样夹具包括上夹块和下夹块，多个所述上夹块位于同一水平面且均布于上底座的外圆周上，多个所述下夹块距离下底座的顶面非等距，且与上夹块上下一一对应设置，所述上夹块和下夹块分别与上底座和下底座连接，以套接试样工件。

作为优选，多个所述下夹块距离下底座的顶面以螺旋等距离递增。

作为优选，所述上夹块和下夹块分别设置为六个。

作为优选，所述上夹块和下夹块分别通过调节螺栓与上底座和下底座连接。