[發明專利]一種層壓板Ⅲ型裂紋分層破壞試驗方法及試驗件

在審

• 申請號: 201911387632.7
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN113049361A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 陳軍;曹效昂;韓思聰;李苗
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/04;G01N3/08
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

一種層壓板Ⅲ型裂紋分層破壞試驗方法及試驗件，試驗件含有層壓板和金屬加強板，層壓板含有預制裂紋，兩側分別粘接一個等尺寸的金屬加強板，試驗夾具包含兩個Z形夾板和一個限扭臺，兩個Z形夾板用于連接試驗件的前端，限扭臺用于限位試驗件的后端，試驗機夾頭通過Z形夾板向試驗件的前端施加拉伸載荷，進行層壓板Ⅲ型裂紋分層破壞試驗。

技術領域

本發明屬于復合材料層間斷裂韌性試驗方法，具體涉及一種層壓板Ⅲ型斷裂分層破壞試驗方法及試驗件。

背景技術

復合材料的分層破壞具有沿層間自相似擴展的特點，可以用斷裂力學理論進行預測和分析；復合材料的分層斷裂韌性的測試及特性研究十分重要，是應用分層斷裂力學分析的基本數據。當前對于Ⅲ型分層斷裂韌性研究由于試驗技術難度較大，報道較少，所采用的測試方法均具有很大的局限和不足。深入研究Ⅲ型分層斷裂韌性試驗測試方法及分層特性既有理論價值又有重要應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種層壓板Ⅲ型裂紋分層破壞試驗方法。

一種層壓板Ⅲ型裂紋分層破壞試驗方法，其特征在于包含以下內容：1)有一個含有預制裂紋的層壓板，該層壓板是一個長方形，所述的預制裂紋位于層壓板前端的中心面上；2)在層壓板的兩側分別粘接一個等尺寸的金屬加強板，在兩側金屬加強板的近前端分別設有對稱的螺紋孔，形成層壓板Ⅲ型裂紋分層破壞的試驗件；3)另有兩個Z形夾板，一個上夾板，一個下夾板，上夾板的下端通過螺栓與試驗件左側的金屬加強板連接，上夾板的上端與試驗機上夾頭連接，下夾板的上端通過螺栓與試驗件右側的金屬加強板連接，下夾板的下端與試驗機下夾頭連接；4)還有一個限扭臺，該限扭臺含有基座和垂直于基座的兩個限扭柱；試驗件的后端卡位在兩個限扭柱之間；5)通過試驗機的上夾頭和下夾頭向試驗件的前端施加拉伸載荷，進行層壓板Ⅲ型裂紋分層破壞試驗。

本申請還提供一種層壓板Ⅲ型裂紋分層破壞試驗件，其特征在于，該試驗件含有層壓板和金屬加強板，所述的層壓板是一個含有預制裂紋的層壓板，該層壓板是一個長方形，所述的預制裂紋位于層壓板前端的中心面上，所述的金屬加強板有兩個，且與層壓板等尺寸，在兩個金屬加強板的近前端分別設有對稱的螺紋孔，兩個金屬加強板分別粘接在層壓板的兩側。

本申請的有益效果在于：1)提供了一種復合材料層壓板Ⅲ型斷裂韌性層間分層破壞試驗件結構和試驗夾具以及試驗方法。2)試驗件兩側的金屬加強板與帶預制裂紋的層壓板一體成型，利用金屬加強板的抗扭剛度和限扭柱消除試驗件扭轉效應的影響，金屬加強板與上、下夾板利用螺栓連接，其中螺栓僅深入兩側金屬加強板中，不與層壓板連接，解決了傳統的試驗件與帶加強片夾頭的膠接方法可靠性差，工作量大，對于高韌性或低活性表面的復合材料難以保證膠接強度而無法實施的缺點。

以下結合實施例附圖對本申請做進一步詳細描述。

附圖說明

圖1是本申請的層壓板Ⅲ型裂紋分層破壞試驗方法示意圖。

圖中編號說明：1試驗機上夾頭、2連接件、3上夾板、4下夾板、5螺栓、6層壓板、7金屬加強版、8限扭柱、9基座。

具體實施方式

參見附圖，本申請提供的層壓板Ⅲ型裂紋分層破壞試驗方法，試驗中的試驗件是一種整體結構，該試驗件含有層壓板7和金屬加強板7，所述的層壓板6是一個含有預制裂紋(圖中未示出)的層壓板，該層壓板6是一個長方形，所述的預制裂紋位于層壓板前端的中心面上，所述的金屬加強板7有兩個，且與層壓板等尺寸，在兩個金屬加強板7的近前端分別設有對稱的螺紋孔，兩個金屬加強板7分別粘接在層壓板6的兩側，形成層壓板Ⅲ型裂紋分層破壞的試驗件。