[实用新型]一种用于U型试样的混合受力模式力学测试夹具

说明书

本实用新型公开了一种用于U型试样的混合受力模式力学测试夹具，包括支撑盘、下支撑盘、上夹头和下夹头；上支撑盘和下支撑盘呈扇形结构，由直角边和弧形边构成；直角边处设置试样安装槽；待测试样置于试样安装槽内，且通过连接件将待测试样分别与上支撑盘3和下支撑盘之间固定连接；由待测试样固定连接后的上支撑盘和下支撑盘的弧形边位于同一圆弧上，所述上支撑盘和下支撑盘的弧形边位分别与上夹头和下夹头固定连接；改变上夹头和下夹头在上支撑盘和下支撑盘上的安装位置，调节上夹头和下夹头之间的角度。本申请所设计的夹角能够适应多角度下的混合受力模式力学测试。

技术领域

本实用新型属于力学测试领域，尤其涉及一种连接试样的力学测试。

背景技术

传统的平面拉伸、剪切表征方法，包括V型缺口钢轨剪切试验(ASTM D7078-12)、Iosiescu剪切试验(ASTM D5379-12)和±45°拉伸试验(ASTM D3518/D3518M)都存在一些潜在的缺陷。通过实验测定了剪切模量G₁₂、G₂₁、G₃₁、G₃₂，发现纵向模量(G₁₂、G₂₁、G₃₁、G₃₁)的误差为1％。因此，与其他相应的试验方法相比，基于该U型试样的试验得到的拉伸、剪切特性更为可靠，因为没有应力的相互作用。

除了在各种类型的复合材料上施加载荷外，该夹具还被用于许多准静态测试和分层的研究。此外，该夹具在施加法向应力和剪应力的双轴疲劳载荷方面具有光明的前景，与使用十字形试样的双轴法向疲劳研究相比，使用U型试样的相关研究较少。

另外，近年来CAE技术发展迅速，粘接、铆接、电阻点焊等常用连接技术越来越多地使用有限元模型来进行模拟，可利用该夹具分别获取不同加载受力下的载荷-位移曲线，以此与连接接头的有限元模型进行对标，验证其模型的精确性。

考虑到混合受力模式力学测试的重要性，故需要设计出一种用于U型试样的混合受力模式力学测试夹具。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的不足，本申请设计出了一种用于U型试样的混合受力模式力学测试夹具，该夹具能够适应多角度下的混合受力模式力学测试。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种用于U型试样的混合受力模式力学测试夹具，包括支撑盘、下支撑盘、上夹头和下夹头；所述上支撑盘和下支撑盘呈扇形结构，由直角边和弧形边构成；直角边处设置试样安装槽；待测试样置于试样安装槽内，且通过连接件将待测试样分别与上支撑盘3和下支撑盘之间固定连接；

由待测试样固定连接后的上支撑盘和下支撑盘的弧形边位于同一圆弧上，所述上支撑盘和下支撑盘的弧形边位分别与上夹头和下夹头固定连接；改变上夹头和下夹头在上支撑盘和下支撑盘上的安装位置，调节上夹头和下夹头之间的角度，向待测试样加载不同方向的载荷。

进一步，所述上支撑盘和下支撑盘关于中心点旋转对称。

进一步，在所述上支撑盘和下支撑盘的试样安装槽内开设试样连接孔，通过紧固件将待测试样与试样连接孔固定连接。

进一步，在上支撑盘和下支撑盘的弧形边位上沿周向开设多个夹头连接孔；所述上夹头和下夹头上也设置相同的夹头连接孔，通过紧固件将上夹头和下夹头分别与上支撑盘和下支撑盘固定连接。

进一步，在上支撑盘和下支撑盘的一条直角边与弧形边的交汇处沿弧形边所在弧线向外延伸，在延伸部位同样设置夹头连接孔，通过相对的延伸部扩大上夹头和下夹头安装的范围。

进一步，所述上夹头和下夹头结构相同，均为扇形；在扇形的中部沿径向设置连接部，所述连接部与试验机连接。

进一步，所述待测试样为U型试样，由两个U型件通过焊接、粘接或铆接而成。