[发明专利]一种点阵材料剪切性能测试工装

说明书

本发明公开了一种点阵材料剪切性能测试工装，通过两个对称的工装组成，所述的左右两个对称的工装由点阵夹芯材料进行连接，在工作两侧的夹头装夹在扭转测试机上进行测试。将传统的拉伸测试剪切性能转变为扭转测试剪切性能。解决现有的点阵材料剪切性能测试技术在装夹方面的繁琐，测试精度方面的精确，这种点阵材料剪切性能测试工装是一种结构简单，创意新颖，通用性强，绝大多数的点阵材料的剪切性能均可以用该工装进行剪切性能测测试。

技术领域

本发明涉及一种用于测试点阵材料剪切性能的工装结构，这种新型的点阵材料测试工装可用于现有大多数单胞结构的剪切性能测试。

背景技术

点阵材料是一种轻质、高强的新型材料，由多孔单胞规则排列组成，具有高孔隙率、高比强度、高能量吸收等优良力学特性，还具有隔热、隔震和电磁屏蔽等多功能可设计性，是极具潜力的先进多功能材料。点阵材料极强的可设计性使其可以根据实际要求进行多功能一体化设计，同材料同密度的点阵材料的力学性能会根据点阵材料的结构设计差异而发生改变，因此对点阵材料等效力学性能的测试至关重要。

在对点阵材料进行剪切性能测试时，需要对点阵材料进行定位、加紧，传统的剪切性能测试为两个间隔的面板，在面板中心设计夹芯结构，通过对面板的交错位移来实现剪切性能测试，但这样的工件难以找到合适的加紧部位进行加紧，如果添加辅助结构进行加紧，不但费力而且增加成本，并且传统的传统的剪切性能测试的单胞剪切破坏精度偏低。

发明内容

本发明是为了解决现有的点阵材料剪切性能测试技术所存在的不足，提出了一种结构简单，创意新颖，通用性强，绝大多数种类的点阵材料剪切性能均可以用该工装进行剪切性能测测试。

本发明的技术解决方案是：一种点阵材料剪切性能测试工装，包括第一夹头1、第二夹头2、第一立柱3和第二立柱4，其特征在于：所述的第一夹头1与第二夹头2根据所使用的扭转试验机进行设计，方便后续的安装，第一夹头1上的定位孔方便工件定位，第二夹头2上的定位孔方便工件定位，第一夹头1与第一立柱3连接为一体，第二夹头2与第二立柱4连接为一体，将所需测试剪切性能的点阵材料安装在第一立柱3和第二立柱4之间。

进一步地，所述的夹头1和夹头2在扭转试验机上施加预紧力，通过两侧定位孔进行精确定位，然后使夹头1和夹头2完全固定在扭转试验机上，通过对夹头1进行完全加紧，对夹头2进行扭转，来实现对点阵材料剪切性能的测试。

一种点阵材料剪切性能测试工装通过以下技术方案实现：

设置点阵材料剪切性能测试工装的结构尺寸和变量参数，根据扭转试验机的夹具尺寸和点阵材料的结构有限元仿真强度对尺寸进行设计，包括夹头直径、立柱内直径、立柱外直径、立柱长度、定位孔直径、定位孔深度。

根据点阵材料的固有材料属性作为参考对固定方法进行基础性的选择，设计适合的方法将点阵材料剪切性能测试工装和点阵夹芯材料进行固定，包括嵌套固定、卡口固定、沾粘固定、打印成型等方法。

本设计结构的性能优势是：

1、本发明打破了传统点阵材料剪切性能的测试方法，传统的点阵材料剪切性能测试为上下面板平面错位来实现；2、本发明相较于传统点阵所需测试的点阵材料数量更少，可以降低成本；3、本发明装夹更方便，仅需要将夹头两端固定在扭转试验机上即可；4、相较于传统的点阵材料剪切性能测试方式，本发明在理论层次方面测得的剪切性能更准确。

附图说明

图1为本发明提供的测试点阵材料剪切性能工装的立体图。

图2为本发明提供的测试点阵材料剪切性能工装的立体图（附加了BCC点阵夹芯结构）。

图3为本发明提供的测试点阵材料剪切性能工装的局部主视图。

图4为本发明提供的测试点阵材料剪切性能工装的局部主视剖面图。

具体实施方式