[發明專利]復合材料剪切性能測試的夾具

有效

• 申請號: 201911112728.2
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN112798406B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 果立成;廖鋒;王童童;苑靜宇;楊朝志;黃天麟;時起珍;王禎鑫
• 申請（專利權）人: 中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04;G01N3/24
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 喻學兵

一種復合材料剪切性能測試的夾具，其能夠對V型開槽試樣進行有效加載。其中上、下帶槽腔體用于置放V型開槽試樣的第一、二端，分別包括上、下槽和上、下連接孔，上、下槽的在第一方向上相鄰于試樣剪切面的第一、五側為開放側，上、下連接孔從與在第一方向上與第一、五側相反的第二側貫穿上帶槽腔體，上、下楔塊用于塞入第一、二端和上、下槽的上、下表面之間，借此將上、下槽內的第一、二端楔緊；上、下連接件連接上、下楔塊，并從上、下連接孔中穿出，用于向上、下楔塊施加拉力，以使上、下楔塊沿楔緊的方向移動。

技術領域

本發明涉及復合材料剪切性能測試的夾具。

背景技術

目前，國內國外進行材料剪切性能的測試方法有很多，如雙軌剪切法、三軌剪切法、±45°縱橫剪切法、10°偏軸拉伸法、十字梁彎曲法等，較為常用的是V型開槽試樣剪切性能試驗方法，該剪切試驗方法操作簡便，試樣形狀簡單，易于加工，能夠同時測得剪切強度和剪切模量，試驗具有較明顯的剪切破壞特征，試驗結果重復性較好，因此廣泛用于各種材料的剪切試驗中。該測試方法已經形成了相關標準，如ASTM D5379。該標準里應用了一種用于V型開槽試樣剪切試驗的卡具，該卡具能夠保證加載方向與V型開槽缺口面保持一致，可以使試樣只能沿載荷方向上移動，有效的抑制了彎曲變形產生的影響，在V型開槽附近可以產生純剪切應力狀態，但該卡具右如下缺點：

(1)卡具調試過程很復雜，需要多次調整多個部位才能使V型開槽截面與加載力軸心平齊；

(2)當加載力比較大時，卡具上各個部位會產生彎曲，導致V型開槽試樣同時承受剪切載荷和彎曲載荷的作用，繼而夾頭和支撐柱之間的摩擦增大，對試驗結果影響很大；

(3)當V型開槽試樣較薄時，測試變得很困難，需要在試樣兩端黏貼加強片，大幅增加了試驗的工作量。

針對上述缺點，相關技術人員做出了改進調整，如專利公開號CN204165831U，名稱為：一種用于測試V型開口梁試樣剪切性能試驗夾具。該夾具能夠保證試驗時載荷方向與型缺口面方向一致，能夠保證在復合材料V型缺口梁試樣開口附近產生均勻的剪切力學狀態，夾具易于加工，使用方便，尤其在測試薄試樣時無需在試樣兩側面粘貼加強片,大大提高了試驗效率。但是該夾具仍然存在缺陷：

(1)使用該夾具需要V型缺口梁試樣進行開孔處理，試樣開孔后的剪切性能和開孔前剪切性能會有不同，對試驗結果會有很大影響；

(2)需要對多個螺栓進行多次調試才能保證加載力的中心線與V型缺口梁試樣的V型缺口中心線保持一致，調試過程復雜；

(3)螺栓固定處容易發生應力集中現象，導致產生不必要的彎矩和摩擦力。

之后有技術人員設計了新型V型缺口梁試樣剪切性能試驗卡具如專利公開號CN207066861U，名稱為：一種用于V型缺口梁試樣剪切性能試驗的卡具。該卡具解決了V型缺口梁試樣在試驗過程中易產生應力集中的問題，降低了V型缺口梁試樣在承受載荷時產生不必要彎矩和摩擦力的幾率，提高V型缺口梁試樣剪切性能試驗的數據精確度。但是該卡具結構復雜，拆裝試樣過程繁瑣，并且試件于卡具中時不易觀測試驗情況，具有很大的局限性。

EP3073244B1公開一種裝置，其包括具有剪切作用方向，包括上主體和下主體，所述上主體和所述下主體配置成可沿所述剪切作用方向相對上下移動，但其不適合對V型開槽試樣進行有效加載，尤其是在大載荷下實現可靠地疲勞往復加載功能。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種復合材料剪切性能測試的夾具，其能夠對V型開槽試樣進行有效加載。

一種復合材料剪切性能測試用的夾具，具有由加載的剪切面的方向確定的剪切方向、垂直于所述剪切方向的第一方向、第二方向，包括上主體和下主體，所述上主體和所述下主體配置成可沿所述剪切方向相對上下移動，在所述上主體中：