[发明专利]一种布料剪切夹具及布料剪切测试方法

说明书

本发明涉及一种布料剪切夹具及布料剪切测试方法。布料剪切夹具包括夹具体，夹具体的两相对的一端分别转动连接有一拉杆，两拉杆同轴设置，夹具体包括四组夹头，四组夹头首尾转动连接形成一封闭环状四边形结构，各夹头包括第一夹钳和正对第一夹钳的第二夹钳，第一夹钳和第二夹钳之间形成用于容纳布料的腔体，第一夹钳和第二夹钳之间可拆卸连接，各夹头的第一夹钳首尾转动连接。本发明适用于具有不同厚度的柔性布料的剪切，可将拉伸位移转换成试样的角位移，实现试样的剪切测试。

技术领域

本发明涉及一种夹具，尤其涉及一种布料剪切夹具及布料剪切测试方法。

背景技术

目前，国内对于材料力学性能的试验主要集中于拉伸测试，而在工程实际应用中，材料广泛的处于复合应力状态下，因此为了探究这些材料的力学性能，需要剪切试验获取数据提供理论支持。为使试验结果尽可能接近实际情况，剪切试验通常用各种剪切试验装置和相应的试验方法来模拟实标工件的工况条件，对试样施加剪力直至断裂，以测定其抗剪强度。

但是目前的剪切试验夹具多针对具有一定厚度和刚度的板材(如木材、金属或塑料等)而设计，不能适应柔性布料的剪切，同时也不能满足不同厚度布料的剪切试验，试验过程中存在偏载荷，影响试验结果。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种布料剪切夹具及布料剪切测试方法，本发明适用于具有不同厚度的柔性布料的剪切，可将拉伸位移转换成试样的角位移，实现试样的剪切测试。

本发明的第一个目的是提供一种布料剪切夹具，包括夹具体，夹具体的两相对的一端分别转动连接有一拉杆，两拉杆同轴设置，夹具体包括四组夹头，四组夹头首尾转动连接形成一封闭环状四边形结构，各夹头包括第一夹钳和正对第一夹钳的第二夹钳，第一夹钳和第二夹钳之间形成用于容纳布料的腔体，第一夹钳和第二夹钳之间可拆卸连接，各夹头的第一夹钳首尾转动连接。

进一步地，第一夹钳和第二夹钳上相对的一侧表面上各设有缓冲垫，两缓冲垫之间形成腔体。缓冲垫可选择弹性体材料，如橡胶等材料，可增大与布料的摩擦力。

进一步地，缓冲垫为弹性体。

进一步地，第二夹钳、垫片与第一夹钳之间通过螺栓和螺母连接，各第二夹钳、垫片与第一夹钳上设有至少一个供螺栓穿过的螺孔。可通过调节螺栓上紧扭矩改变容纳布料的腔体的厚度，实现对不同厚度的布料的夹持，同时在夹持布料后还可改变对布料夹持力的大小。

进一步地，螺孔的个数为3个。

进一步地，夹具体和拉杆之间通过销钉连接。

进一步地，各夹头的第一夹钳通过销钉首尾转动连接。

进一步地，第一夹钳的两角处分别设有供销钉穿过的通孔。

进一步地，第一夹钳和第二夹钳上相对的一侧表面均设有波浪形凹凸结构。波浪形的内表面可增大与布料的摩擦力，提高对布料的夹持稳定性。

进一步地，第一夹钳和第二夹钳均呈片状。

本发明的第二个目的是提供一种布料剪切测试方法，采用本发明的上述布料剪切夹具进行测试，包括以下步骤：

(1)将厚度为t的布料夹持于所述第一夹钳和第二夹钳之间的的腔体中，并保持夹具体中的每相邻两组夹头之间相互垂直；夹头的长度为L_f；

(2)向拉杆施加拉力F，沿拉杆的轴线方向反向拉动两拉杆，沿拉杆轴线方向，拉杆发生位移d，拉杆带动夹头绕垂直于夹头所在平面的轴线旋转，夹头带动布料发生形变；

(3)根据剪切应力计算公式和/或剪切应变计算公式计算布料受到的剪切应力τ和/或剪切应变r：

剪切应力计算公式如下：