[發(fā)明專利]纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管材層間剪切強(qiáng)度試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710342594.8
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN106969989A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾艷明;王海云;王敏;王宇紅;謝歡;劉天宇;賈飛飛
• 申請（專利權(quán)）人: 江南工業(yè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司43113
• 代理人: 馬強(qiáng),鄭俊超

1.一種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管材層間剪切強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，其特征在于：包括管狀試樣(1)及夾具，所述管狀試樣(1)包括管狀本體(11)，環(huán)繞管狀本體(11)、在管狀本體(11)外壁上端和下端分別挖除徑向截面為矩形的圓環(huán)，使管狀本體(11)的外壁中段形成環(huán)繞的凸起(2)；

所述夾具包括壓板(3)和底座(4)，底座設(shè)有階梯內(nèi)孔(5)，所述管狀本體(11)擱置于底座(4)的階梯內(nèi)孔(5)中，所述凸起(2)的下端面與階梯內(nèi)孔(5)的臺肩(51)抵接；

所述壓板(3)設(shè)置于管狀本體(11)上端面，力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)的壓頭與壓板(3)抵接施加載荷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管材層間剪切強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述管狀本體(11)與階梯內(nèi)孔(5)間隙配合。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管材層間剪切強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述階梯內(nèi)孔(5)為兩級階梯內(nèi)孔，包括第一級孔(52)以及孔徑小于第一級孔(52)的第二級孔(53)；

所述凸起(2)的外徑大于第二級孔(53)的孔徑，管狀本體(11)的下端插入第二級孔(53)內(nèi)，凸起(2)的下端面與第一級孔(52)和第二級孔(53)交界處的臺肩(51)抵接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管材層間剪切強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述壓板(3)包括水平板(31)、與水平板(31)下表面垂直連接的豎直板(32)，所述水平板(31)的直徑大于管狀本體(11)的管內(nèi)徑，豎直板(32)直徑小于管狀本體(11)的管內(nèi)徑；

所述豎直板(32)插入管狀本體(11)的中空腔，水平板(31)與管狀本體(11)的上端面抵接。

5.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管材層間剪切強(qiáng)度試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，其特征在于包括如下步驟：

(a)在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管材上，垂直于管材軸線截取試樣得到管狀本體(11)；

(b)環(huán)繞管狀本體(11)、在管狀本體(11)外壁上端和下端以去除材料的方式分別挖除徑向截面為矩形的圓環(huán)，使管狀本體(11)的外壁中段形成環(huán)繞的凸起(2)，從而得到管狀試樣(1)；

(c)將管狀試樣(1)放入底座(4)的階梯內(nèi)孔(5)，使凸起(2)的下端面與階梯內(nèi)孔(5)的臺肩(51)抵接，然后將壓板(3)壓在管狀本體(11)上端面；

(d)啟動力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)，使力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)對壓板(3)勻速施加靜態(tài)壓縮載荷，直到管狀試樣(1)出現(xiàn)破壞；

(f)確定管狀試樣(1)的破壞壓力F，進(jìn)而計(jì)算產(chǎn)品的層間剪切強(qiáng)度б_t，計(jì)算公式為：

式(001)中：б_t—層間剪切強(qiáng)度，單位為兆帕(MPa)；

F—管狀試樣破壞載荷，單位為牛頓(N)；

a—為剪切面厚度，單位為毫米(mm)；

D—為層間剪切面直徑，單位為毫米(mm)；

(g)重復(fù)上述步驟(a)～(f)至少五次，做不少于五個管狀試樣的試驗(yàn)，取均值。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述試驗(yàn)方法，其特征在于：所述階梯內(nèi)孔(5)為兩級階梯內(nèi)孔，包括第一級孔(52)以及孔徑小于第一級孔(52)的第二級孔(53)；

所述凸起(2)的外徑大于第二級孔(53)的孔徑，管狀本體(11)的下端插入第二級孔(53)內(nèi)，凸起(2)的下端面與第一級孔(52)和第二級孔(53)交界處的臺肩(51)抵接；

管狀試樣(1)與階梯內(nèi)孔(5)之間為間隙配合。