[發(fā)明專利]一種剪切實驗夾具及其應(yīng)力應(yīng)變計算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811228713.8
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109342220A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 平學(xué)成;吳兆麗;趙騁飛
• 申請（專利權(quán)）人: 天津科技大學(xué)
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/04
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 劉玲

1.一種剪切實驗夾具，其特征在于：包括第一夾具、第二夾具及安裝在第一夾具與第二夾具之間的剪切試驗件，所述第一夾具包括L型第一底板與L型第一底板螺栓連接的矩形第一頂板，所述第二夾具包括L型第二底板及與L型第二底板螺栓連接的矩形第二頂板，所述L型第一底板、矩形第一頂板、L型第二底板及矩形第二頂板上均對應(yīng)設(shè)置有六角螺栓安裝孔，所述剪切試驗件放置在所述第一夾具與第二夾具之間并通過穿裝在六角螺栓安裝孔內(nèi)的六角螺栓固定。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪切實驗夾具，其特征在于：所述L型第一底板、矩形第一頂板、L型第二底板及矩形第二頂板上螺栓穿裝孔的個數(shù)為2～4個。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪切實驗夾具，其特征在于：所述L型第一底板、矩形第一頂板、L型第二底板及矩形第二頂板的內(nèi)表面均設(shè)置有滾刀網(wǎng)紋。

4.一種如權(quán)利要求1至3任意一項所述的剪切實驗應(yīng)力應(yīng)變計算方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)根據(jù)試驗要求，確定剪切試驗件的厚度H、槽口寬度L及六角螺栓安裝孔直徑D；

2)通過計算分析試驗件剪切處所受的應(yīng)力：以剪切面n-n為基準(zhǔn)，將剪切試驗件分成兩部分，取其中一部分為研究對象，n-n截面上的內(nèi)力F_S與n-n截面相切，稱為剪力。由平衡方程容易求得：F_S＝F，假設(shè)在剪切面上的應(yīng)力是均勻分布的，則相應(yīng)的切應(yīng)力τ＝F_S/HL；

3)通過計算分析試驗件剪切處所受的應(yīng)變及剪切模量：在剪切試驗件上貼應(yīng)變片，并將應(yīng)變儀連接制剪切試驗件，根據(jù)應(yīng)變儀數(shù)據(jù)計算剪切試驗件的應(yīng)變γ及剪切模量G：

γ＝|ε_l|+|ε₂|

G＝Δτ/Δγ

其中：F為載荷，單位為牛頓(N)；

Fs為剪力，單位為牛頓(N)；

H為試驗件厚度，單位為毫米(mm)；

L為試驗件槽口處寬度，單位為毫米(mm)；

D為六角螺栓孔直徑，單位為毫米(mm)；

ε₁，ε₂分別為+45°、-45°方向的應(yīng)變值；

G為剪切模量，單位為吉帕(GPa)；

Δτ為剪切應(yīng)力增量，單位兆帕(MPa)；

Δτ為與剪切應(yīng)力增量對應(yīng)的剪切應(yīng)變增量。