本發明涉及復合材料平板扭曲試驗領域,具體涉及一種測試復合材料平板試樣剪切模量的平板扭曲試驗夾具。
背景技術:
平板扭曲試驗是用來測定平板試樣的剪切模量。平板扭曲試驗的技術原理是:一個矩形板的一個對角線的兩個角受到支撐,在兩外一個對角線的兩個角上施加恒定的載荷,板內的應力狀態基本上是純剪切。
平板的形狀應該是矩形的或直角的,對角線等長度,長度與厚度的比值應該是≥35,以便將厚度上的剪切效應降到最低。根據國際標準iso15,iso310的板扭曲試驗建議使用標準試樣板,尺寸為150mm×150mm,板內比例0.95,板的其他尺寸是任意的。非標準板試樣的最大厚度應該滿足35h≤a≤b的要求,a、b為板的邊緣尺寸,h為板的厚度。模量的測定條件如下:位移范圍0.1-0.3h,板最大允許撓度0.5mm。
現有的復合材料剪切性能測試方法有v型缺口梁、短梁法、軌道剪切法和偏軸拉伸等。現有復合材料試樣測試夾具主要是針對啞鈴形試樣、梁試樣。
技術實現要素:
本發明要解決的技術問題是提供一種平板扭曲試驗夾具,以解決測試平板試樣剪切模量的問題。
為解決存在的技術問題,本發明采用的技術方案為:一種平板扭曲試驗夾具,由上模組件和下模組件組成,
所述的下模組件包括下模頂尖、支撐座和底座,所述的底座的上表面中間開設有支撐座配合槽,在支撐座配合槽8的兩側的中心線上對稱開設有固定螺釘槽,用于與支撐座的安裝固定;
所述的支撐座底部開設有固定螺釘孔,支撐座的頂部中間位置開設有頂尖配合槽,支撐座的頂部兩端開設有調整螺釘孔,調整螺釘孔與頂尖配合槽相通,兩個支撐座對稱安裝在底座的支撐座配合槽中,并將固定支撐座用螺釘安裝在固定螺釘孔和固定螺釘槽中,使用固定支撐座用螺母擰緊在固定支撐座用螺釘上將支撐座固定在底座上;
所述的下模頂尖安裝在支撐座的頂尖配合槽中,兩枚調整螺釘分別擰在兩端的調整螺釘孔中,兩枚調整螺釘前端面頂住下模頂尖根部并將下模頂尖固定在頂尖配合槽中,并可根據平板試樣的尺寸,通過改變支撐座在支撐座配合槽中的位置及下模頂尖在頂尖配合槽中的位置調整上模頂尖的位置;
所述的上模組件包括上連接板、下連接板和上模頂尖,所述的上連接板的表面邊部開設有上連接板連接孔,上連接板的下部中心位置設有配合柱面,配合柱面中心開設有轉接孔,轉接孔用于與測試設備的連接;
所述的下連接板表面四個角的位置開設有頂尖孔,頂尖孔用于安裝上模頂尖;所述的下連接板與上連接板連接孔的對應位置開設有下連接板連接孔,連接板用螺釘安裝在上連接板連接孔和下連接板連接孔中,連接板用螺母擰緊在連接板用螺釘上將上連接板和下連接板固定在一起;所述的下連接板上表面中心并與上連接板的配合柱面相應位置開設有配合凹柱面,配合凹柱面的內徑與配合柱面的外徑相對應,配合柱面和配合凹柱面用于與上連接板和下連接板的定位配合。
所述的上模頂尖安裝在下連接板的頂尖孔中,上連接板安裝在下連接板上壓緊上模頂尖,并用連接板用螺釘和連接板用螺母將上連接板和下連接板固定在一起后將上模頂尖固定。
本發明所述的頂尖孔可以為槽形結構,用于平板試樣的不同而調整上模頂尖的位置。
有益效果
本發明使用平板試樣優點在于對于模壓塑料和纖維增強塑料的復合材料平板試樣比模壓啞鈴試驗、梁試樣或環形纏繞管更密切的代表產品的性能。同時,該種試樣是非破壞性的大部分剪切方法都導致試驗中試樣的破壞,一個板扭曲試樣也可以沿主要的材料取向加工成壓縮和拉伸試樣,以便評價材料的各項異性。這就確保了剪切模量與從平板上測得的任何其他性能直接聯系在一起。另外的優點是,試驗結果代表了在一個相對大的區域內的剪切影響,平均化了整個平板的微觀結構的變化。
附圖說明
附圖1為下模組件主視圖
附圖2為下模組件側面a-a剖視圖;
附圖3為底座俯視圖;
附圖4為底座側面剖視圖;
附圖5為支撐座主視剖視圖;
附圖6為支撐座側面剖視圖;
附圖7為上模組件主視剖視圖;
附圖8為上模組件側面b-b局部剖視圖;
附圖9為上連接板俯視圖;
附圖10為上連接板側面剖視圖;
附圖11為下連接板俯視圖;
附圖12為下連接板側面剖視圖;
附圖13為平板扭曲試驗夾具使用示意圖;
附圖14為平板扭曲試驗夾具使用側面示意圖;
圖中,1為下模頂尖,2為支撐座,3為固定支撐座用螺釘,4為底座,5為固定支撐座用螺母,6為調整螺釘,7為固定螺釘槽,8為支撐座配合槽,9為調整螺釘孔,10為頂尖配合槽,11為固定螺釘孔,12為連接板用螺釘,13為上連接板,14為下連接板,15為連接板用螺母,16為上模頂尖,17為上連接板連接孔,18為轉接孔,19為配合柱面,20為頂尖孔,21為下連接板連接孔,22為配合凹柱面,23為上模組件,24為平板試樣,25為下模組件。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的說明。
一種用于平板扭曲試驗的夾具,包括上模組件23、下模組件25;
如圖1和2所示,所述的下模組件25,主要由下模頂尖1、支撐座2、固定支撐座用螺釘3、底座4、固定支撐座用螺母5、調整螺釘6組成,均采用鋼材制成。上模組件主要用于與試驗設備連接。固定支撐座用螺釘3和固定支撐座用螺母5用于鎖緊固定支撐座2與底座4。
如圖3和4所示,所述的底座4,其表面開設有固定螺釘槽7,支撐座配合槽8,用于與支撐座2的配合和固定。
如圖5和6所示,所述的支撐座2,其表面開設有調整螺釘孔9、頂尖配合槽10和固定螺釘孔11,其中調整螺釘孔9和頂尖配合槽10用于下模頂尖1的配合和固定;固定螺釘孔11用于與底座4的固定。
并可根據平板試樣的尺寸,通過改變支撐座2在支撐座配合槽8、下模頂尖1在頂尖配合槽10中的位置調整上模頂尖1的位置。
如圖7和8所示,所述的上模組件23,主要由連接板用螺釘12、上連接板13、下連接板14、連接板用螺母15、上模頂尖16組成,均采用鋼材制成。并可根據平板試樣的尺寸,通過將頂尖孔20改為槽結構調整上模頂尖的位置;
如圖9和10所示,所述的上連接板13,其表面開設有上連接板連接孔17和配合柱面19。主要結構包括上連接板連接孔17、轉接孔18、配合柱面19,其中上連接板連接孔17用于上連接板13和下連接板14的連接固定;轉接孔18應位于上連接板13的中心,用于與測試設備的連接,具體尺寸根據設備確定;配合柱面19用于與下連接板14定位配合。
如圖11和12所示,所述的下連接板14,其表面開設有頂尖孔20、下連接板連接孔21和配合凹柱面22,其中頂尖孔20用于安裝上模頂尖16;下連接板連接孔21用于上連接板13和下連接板14的連接固定;配合凹柱面22用于與上連接板13定位配合。
實施方式
按照附圖1和2所示,根據平板試樣的具體尺寸將支撐座2置于底座4的支撐座配合槽8內,通過固定螺釘槽7用固定支撐座用螺釘3和螺母5固定鎖緊;將下模頂尖1置于支撐座2的頂尖配合槽10內,并用調整螺釘6定位、固定。
按照附圖7和8所示,將上模頂尖16安裝在上連接板13與下連接板14之間,并用連接板用螺釘12和連接板用螺母15固定,再通過轉接孔18與測試設備連接。
按照附圖13和14所示,將平板試樣放置在上模組件23與下模組件25之間,即可進行平板扭曲試驗。在試驗過程中,平板試樣的一個對角線的兩個角受到支撐,在另一個對角線的兩個角上施加恒定的載荷。
本發明已用于平板扭曲測試試驗。