[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于陶瓷基復(fù)合材料高溫拉伸測(cè)試的夾具

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210558219.4
• 申請(qǐng)日: 2012-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103018101A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋迎東;高希光;孫志剛;胡緒騰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/04
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/04
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高溫拉伸試驗(yàn)夾具，具體地說(shuō)涉及一種陶瓷基復(fù)合材料高溫拉伸試驗(yàn)夾具。

背景技術(shù)

陶瓷基復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比剛度、耐高溫和低密度等優(yōu)點(diǎn)，且具有一定的韌性，是理想的高溫結(jié)構(gòu)材料。在國(guó)防、能源、裝備制造以及汽車(chē)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。由于陶瓷基復(fù)合材料主要應(yīng)用于高溫環(huán)境，且承受載荷，因此其高溫力學(xué)性能測(cè)試顯得尤為重要，而拉伸試驗(yàn)是獲得材料力學(xué)性能最基本和最主要的手段。

在陶瓷基復(fù)合材料的拉伸試驗(yàn)中，試驗(yàn)機(jī)通過(guò)夾具固定試件和施加載荷。如果夾具設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)使試件在夾持段破壞，導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。因此夾具的選擇和設(shè)計(jì)是開(kāi)展陶瓷基復(fù)合材料拉伸試驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。由于陶瓷基復(fù)合材料是一種新型高溫結(jié)構(gòu)材料，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有形成相關(guān)的力學(xué)性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。目前對(duì)陶瓷基復(fù)合材料的拉伸力學(xué)性能測(cè)試主要借鑒其他材料的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，夾具的類(lèi)型有以下幾種：

楔形夾具通過(guò)自鎖力將試件夾緊，通過(guò)裝夾表面的鋸齒產(chǎn)生的摩擦力傳遞載荷。為了避免將材料壓碎，需要在試件加持表面粘貼鋁片。這種方法最為簡(jiǎn)單和常用，但只適用于室溫下拉伸實(shí)驗(yàn)。陶瓷基復(fù)合材料的高溫力學(xué)性能測(cè)試試驗(yàn)通常在800℃以上，很難找到適用的粘接劑和墊片材料。此外，楔形夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大，不僅要求加熱爐具有較大的爐膛控件，而且?jiàn)A具制作成本較高，因此未見(jiàn)采用此方法進(jìn)行陶瓷基復(fù)合材料高溫拉伸試驗(yàn)的公開(kāi)報(bào)道。

銷(xiāo)釘型夾具需要在試件兩端開(kāi)孔，穿入銷(xiāo)釘，靠銷(xiāo)釘連接試件和試驗(yàn)機(jī)。這種方法的缺點(diǎn)是孔邊的應(yīng)力集中區(qū)會(huì)產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力，試件很容易被破壞。如果為了減輕孔邊的應(yīng)力集中而把孔邊局部加厚，則試件加工困難，成本大大增加。

燕尾型夾具是陶瓷基復(fù)合材料拉伸試驗(yàn)常用夾具，這種方式是靠試件兩端斜邊與燕尾形夾頭楔面間的支持力來(lái)夾持試件并傳遞拉力的。該夾具較廣泛應(yīng)用于陶瓷基復(fù)合材料的拉伸試驗(yàn)。它的缺點(diǎn)是在試件兩端夾持部位會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中區(qū)，在應(yīng)力集中區(qū)的剪應(yīng)力較大，很容易引起試件的破壞，而不能最終拉斷試件。因此該夾具通常只應(yīng)用于抗剪能力較高的層合或編織陶瓷基復(fù)合材料，而不能應(yīng)用于剪切強(qiáng)度較差的單向纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述的不足提供一種用于陶瓷基復(fù)合材料高溫拉伸測(cè)試的夾具。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種用于陶瓷基復(fù)合材料高溫拉伸測(cè)試的夾具，包括主夾頭，副夾頭；主夾頭的一端為圓柱端，另一端設(shè)有楔面，副夾頭成T形、截面成U形，副夾頭用于夾持試件；副夾頭的T形面開(kāi)有螺紋孔主夾頭的圓柱端與試驗(yàn)機(jī)連接、楔面端與副夾頭相連。

本發(fā)明所述的用于陶瓷基復(fù)合材料高溫拉伸測(cè)試的夾具，還包括套環(huán)，所述的套環(huán)布置在副夾頭的兩側(cè)。

有益效果

本發(fā)明提供的用于陶瓷基復(fù)合材料高溫拉伸測(cè)試的夾具，試件受拉伸時(shí)，夾持端兩側(cè)受到主夾頭的拉力，夾持端的中部受到副夾頭的拉力。試件夾持端受力較為均勻，避免了試件受拉時(shí)夾持端首先破壞，大大提高拉伸試驗(yàn)的成功率。采用的試件為等厚的板狀試件，加工方便，經(jīng)濟(jì)型好。主、副夾頭的材料選用高強(qiáng)度耐高溫材料。該夾具還可適用于其他剪切強(qiáng)度較差的高溫材料拉伸試驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的主夾頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明主夾頭的圓柱端結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明主夾頭的楔面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的副夾頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明副夾頭的截面示意圖；

圖6是本發(fā)明套環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明試件結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：

如圖所示：一種用于陶瓷基復(fù)合材料高溫拉伸測(cè)試的夾具，包括主夾頭，副夾頭；主夾頭的一端為圓柱端，另一端設(shè)有楔面，副夾頭成T形，截面成U形；副夾頭的T形面開(kāi)有螺紋孔；主夾頭的圓柱端與試驗(yàn)機(jī)連接，楔面端與副夾頭相連；套環(huán)布置在副夾頭的兩側(cè)。