[发明专利]一种用于板状试样的力学试验的专用夹具有效

专利信息
申请号: 202110362525.X 申请日: 2021-04-02
公开(公告)号: CN113203621B 公开(公告)日: 2023-03-17
发明(设计)人: 康仁科;董志刚;蒋晓瑶;李春艳 申请(专利权)人: 大连理工大学
主分类号: G01N3/04 分类号: G01N3/04
代理公司: 大连东方专利代理有限责任公司 21212 代理人: 修睿;李洪福
地址: 116024 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 试样 力学 试验 专用 夹具
【说明书】:

发明提供一种用于板状试样的力学试验的专用夹具。本发明夹具包括夹具主体,夹具主体包括主体呈对称设置的四个夹紧块,调整时夹紧块之间能够相对位移,调整后夹紧块与试件锁紧为一体,同侧的上、下夹紧块之间通过纵向导向柱导向,至少其中一侧的上、下夹紧块上开设用于安装横向定位装置的槽,该横向定位装置用于在第一状态下对试件进行横向定位,该侧上、下夹紧块上均设有用于定位试件纵向位置的标尺,上夹紧块的顶端以及下夹紧块的底端均为匹配试验机夹块的预设形状。本发明实现了在一般的万能试验机上进行一定范围长度、宽度、厚度的材料性能测试,扩大了试样尺寸的限定范围,提高了试验时试样的纵向和横向对中精度,提高了试验数据的可信度。

技术领域

本发明涉及材料力学试验测试技术领域,尤其涉及一种用于板状试样的力学试验的专用夹具。

背景技术

在对金属材料进行力学性能测试时,经常需要将材料加工成不同形状要求的试验件。比如将试验件加工成两端宽,中心窄板状试样,或者是矩形带中间缺孔的板材。在试验中要尽量保持试验试件与疲劳试验机的纵向和横向对中,这样可以保证得到的实验数据有较大的参考价值,在试验时若是直接将试验材料直接夹持在疲劳试验机的两端,很可能会对试验试件产生破坏,使试验时试件从夹持部位断裂,造成试验结果无效或者可信度不高。在金属进行拉伸试验或者拉-拉疲劳试验时,如果试件不能与试验机对中,所得到的结果可能会不能反应材料真实力学性能的数据,影响试验数据的可信度和精准度。在金属压缩或者拉—压疲劳或者压—压疲劳中,在试验时会产生弯曲,对试验结果产生影响,国标GB/T3075-2008给出了增加衬板,用来提高夹持力和增加夹持部位厚度的做法或者是增加一个板材试样的抗屈曲的约束装置,这两种方法第一种需要针对每种试件制作加强衬板且不能重复利用,第二种方式会不可避免的将一定程度的压缩力传递到抗屈曲约束装置上,对试验结果产生影响。

碳纤维是由有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料.由碳纤维制成的材料和结构件,往往具有高强度(是钢铁的5倍)、出色的耐热性(可以承受2000℃以上的高温)、出色的抗热冲击性、比重小、高比强度、高比刚度、可设计性强、耐疲劳等一系列优点,经常用于飞机结构材料、制作火箭外壳、机动船、工业机器人、电磁屏蔽除电材料等。

在对复合材料层合板进行力学性能测试时一般会按照相关标准将其加工成符合要求的试件形式,然后按照相关的试验标准进行拉伸测试、压缩测试和疲劳性能测试。现有的压缩试验方法主要有:1.通过剪切作用将压缩载荷引入到试验件的工作段;2.通过端部加载和侧边剪切组合的方式将压缩载荷引入到试件的工作段。常用的压缩标准有ASTMD6486、GB/T 30968.4-2014,其采用液压夹持加载和端部加载,由于其夹持方式相对特殊,若不能保证压缩试件的对中精度,测试时试验件容易发生弯曲或者提前失稳破坏,导致得到的试验数据与真实值相差过大,不能够真实的反应碳纤维复合材料的压缩性能,所以在进行压缩试验时必须对材料进行对中操作,并保证试件与试验机加载轴线重合。在进行复合材料拉—压疲劳试验或者压—压疲劳试验时若不采用防失稳装置会导致试件在疲劳试验时发生失稳,导致疲劳寿命与真实值相差过大,而采用加强衬板每种规格试件都需加装不同规格的衬板且不能重复利用,在试验机上装夹时也不容易对中。

目前,国内进行碳纤维复合材料试验时,为了保证对中精度,往往是采用人工划线的方式。但是这种方式容易出现的问题是1.不同试验人员在划线时都会产生一定的偏差,对试验人员的经验要求较高;2.靠肉眼观察夹具是否放置到位,是否对中,难以达到比较高的精确度。

发明内容

根据上述提出的技术问题,而提供一种适用于金属板状试件和复合材料层合板力学性能测试的专用夹具及方法(包括拉伸试验、压缩试验、拉—拉疲劳、拉—压疲劳)。本发明针对不同样式的板状试验件,可以有效的保证试验件夹持在疲劳试验机的正中间,在材料的压缩试验和拉—压疲劳以及压—压疲劳试验中起到辅助支撑的作用。本发明采用的技术手段如下:

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