[發明專利]復合材料層間剪切低溫測試裝置及其測試方法

在審

• 申請號: 202110292498.3
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112781980A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 王維;信紀軍;方志春;吳東;王曦瑤;黎兆鋒
• 申請（專利權）人: 松山湖材料實驗室
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/04;G01N3/24;G01N1/42
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 陳培瓊

本發明公開了一種復合材料層間剪切低溫測試裝置及其測試方法，所述復合材料層間剪切低溫測試裝置包括底座、套筒、壓桿、測試架、滑座、試樣座、液氮杜瓦和直線驅動裝置，通過液氮杜瓦構成低溫測試環境，由直線驅動裝置驅動滑座移動使位于其上的各個試樣座逐一移至壓桿的正下方位置進行測試。該復合材料層間剪切低溫測試裝置與力學測試設備相配合安裝后，能方便對復合材料在低溫層間的剪切性能進行有效測試，而且設有多個試樣座，可以在同一低溫環境中對多個測試樣品進行快速測試，避免因測試環境不同而影響測試結果，不僅有效提升測試結果精確性，也提高了測試效率，節約了測試成本。另外整體結構簡單，易于實現，操作簡易，利于推廣應用。

技術領域

本發明涉及復合材料測試技術領域，具體涉及一種復合材料層間剪切低溫測試裝置及其測試方法。

背景技術

復合材料廣泛應用于航空航天、應用超導以及一些大科學工程等關乎國計民生、社會進步和國家安全的領域。

針對復合材料中兩相之間的粘結強度的大小對于工程設計和制造至關重要。例如纖維增強樹脂基復合材料，因為纖維和樹脂間層間剪切強度的高低將決定其在使用過程中能否抵抗應力從而不發生分層破壞。再如超導磁體線圈制造過程中，往往采用真空壓力浸漬的方案，超導線和樹脂間的物理化學性能相差較大，由于超導線圈運行過程中往往產生較大的電磁力作用，會導致超導線和樹脂的界面脫離，引發失超現象。

因此，如何評估復合材料層間剪切強度是決定其能否應用于相關行業的主要設計參數之一。目前針對復合材料層間剪切強度測試大都局限于常溫，如公開號“CN111965047A”，名稱為“一種復合材料層間剪切測試裝置及其操作方法”的中國發明專利申請公開了一種復合材料層間剪切測試裝置及其操作方法，其包括夾具底座、導軌、上夾具、下夾具、輔助墊塊和對中塊；其雖然能實現試樣上下精確對中，有效消除壓縮失穩現象，但是主要是針對于缺口樣品的測試，另一方面未發現用于復合材料短梁法測試低溫剪切強度的測試裝置，因此，開展復合復合材料層間剪切低溫測試裝置及方法的設計，對于復合材料在低溫工程領域的應用具有重要意義。

發明內容

針對上述不足，本發明目的在于，提供一種結構設計巧妙、合理，測試速度快，有效地節約了測試成本以及提高了測試效率的復合材料層間剪切低溫測試裝置。

本發明目的還在于，提供一種復合材料層間剪切低溫測試裝置的測試方法。該測試方法的速度快，有效地節約了測試成本以及提高了測試效率的復合材料層。

本發明為實現上述目的，所提供的技術方案是：一種復合材料層間剪切低溫測試裝置，其包括底座、套筒、壓桿、測試架、滑座、試樣座、液氮杜瓦和直線驅動裝置，所述液氮杜瓦設置在底座上，所述測試架設置在套筒的下端，且位于所述液氮杜瓦內，所述壓桿的下端貫穿套筒并伸入沒測試架內，所述滑座對應壓桿的下方位置活動設置在測試架內，若干所述試樣座間隔排列設置在所述滑座上，所述直線驅動裝置能驅動滑座相對測試架作移動動作使位于其上的各個試樣座逐一移至所述壓桿的正下方位置。

作為本發明的一種優選方案，所述套筒的上端設有上法蘭，下端設有用來與測試架相安裝的下法蘭。上法蘭用于與力學測試設備的安裝橫梁相安裝，下法蘭用于與測試架相安裝。

作為本發明的一種優選方案，所述測試架包括頂板、底板和連接桿，所述底板通過連接桿設置在頂板的下方位置。結構簡單，易于實現。

作為本發明的一種優選方案，所述底板上設有滑槽，所述滑座的底面設有與該滑槽相適配的滑軌。通過滑槽與滑軌相配合，能對滑座的滑動軌跡進行導向。

作為本發明的一種優選方案，所述壓桿的一端設有壓頭，方便對測試樣品進行測試。