[实用新型]一种新型ring-on-ring双轴弯曲强度测试夹具及其定位盖

说明书

本实用新型公开了一种新型ring‑on‑ring双轴弯曲强度测试夹具及其定位盖。定位盖底部开设有容纳腔，容纳腔的尺寸与测试样本相应；定位盖底部设置有安装机构；定位盖顶部开设有通道，该通道尺寸与加载环安装部尺寸相应；通道位置设计为：在定位盖通过安装机构安装到支撑环安装部上时，加载环的中轴，与支撑环中轴重叠；容纳腔的位置设计为：在定位盖通过安装机构安装到支撑环安装部上时，容纳腔的中轴与支撑环的中轴重叠。夹具包括上述定位盖，以及支撑环、支撑环安装部、加载环和加载环安装部。本实用新型的定位盖可实现对加载环、支撑环和测试样本间中轴的快速、精确对齐，提高测试效率和测试结果的准确率，夹具可收纳样本碎片，防止其溅射。

技术领域

本实用新型涉及一种双轴弯曲测试工具，特别是一种在ring-on-ring双轴弯曲强度测试工具中的定位盖，以及包含该定位盖的新型ring-on-ring双轴弯曲强度测试夹具。

背景技术

ring-on-ring双轴弯曲实验(ring-on-ring biaxial bending test)是一种测试结构陶瓷弯曲强度的经典方法。根据ASTM标准，该夹具由包含加载环安装部、加载环构成的的加载夹具，和由支撑环安装部、支撑环构成的支撑夹具组成(如图1所示)，测试样本被定位在加载环和支撑环之间，上下环在竖直方向的相对运动使试样产生弯曲，弯曲强度即试样在上下环间弯曲断裂时的最大应力。

但该夹具设计在实际使用过程中存在诸多问题。首先，在安装夹具和试样时，要求加载环和支撑环的中轴定位精确到支撑环直径的0.5％，试样和上下环的中轴定位应精确到支撑环直径的2％，若三者中心偏移量过大会使应力分布不均匀，断裂起始点始终位于加载环附近，而在实际操作中由于人工校对误差较大，无法使三者精准对中而产生无效断裂，且耗费时间。并且在加载环与支撑环相对运动的过程中，试样发生移位，上下环和试样间的线或点接触应力以及摩擦力会导致应力集中现象，使试样在实际弯曲强度以外的应力下断裂，造成实验结果不准确。此外，该装置由于缺少容纳样本的结构，导致样本断裂后不容易收集，不便于后期的实验进行。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种辅助对齐加载环、支撑环和测试样本的中轴的定位盖。以对加载环、支撑环和测试样本的中轴进行高精度快速对准。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于ring-on-ring双轴弯曲强度测试夹具的定位盖，所述ring-on-ring双轴弯曲强度测试夹具包括底部安装有加载环的加载环安装部、顶部安装有支撑环的支撑环安装部，两安装部(加载环安装部和支撑环安装部)相对设置，支撑环顶部用于放置测试样本；定位盖底部开设有用于容纳测试样本的容纳腔，所述容纳腔的尺寸与测试样本相应；所述定位盖底部设置有安装机构，以用于将定位盖安装到支撑环安装部上；容纳腔顶部延定位盖顶部方向，开设有通道，该通道尺寸与加载环安装部尺寸相应，加载环安装部置于该通道时，可在该通道内延通道轴向活动；通道位置设计为：在定位盖通过安装机构安装到支撑环安装部上时，置于通道内的加载环安装部所连接的加载环的中轴，与支撑环安装部上连接的支撑环的中轴重叠；容纳腔的位置设计为：在定位盖通过安装机构安装到支撑环安装部上时，容纳腔的中轴与支撑环的中轴重叠。

通过安装机构实现将定位盖安装到支撑环安装部上，以确定定位盖和支撑环安装部间的相对位置，进而可以确定容纳腔与支撑环的相对位置。通过在定位盖上开设通道，可以确定加载环与容纳腔的相对位置。这样就可以确定加载环、支撑环和测试样本间的相对位置，进而将三者的中轴对齐，提高三者的同心度，对齐速度快、结果精准，不会出现误差。定位盖所设计的容纳腔的尺寸与测试样本相应，因此可以防止在测试过程中测试样本的位置发生偏移，使支撑环、加载环和测试样本三者在测试过程中的中轴保持一致，一定程度上避免应力集中。

进一步的，安装机构设计为：在所述定位盖安装到支撑环安装部上时，使所述定位盖的容纳腔形成封闭空间。

封闭的容纳腔可以有效防止破碎的测试样本向四周溅射。