測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，包括金屬板、玻璃面板、夾板及萬能試驗機，萬能試驗機設有上夾持系統和下夾持系統，金屬板和夾板的數量均為兩塊，兩塊金屬板分別由上夾持系統和下夾持系統夾持固定，上下兩塊金屬板同軸設置且兩者之間設有間隙。玻璃面板一側通過粘膠與上下兩塊金屬板固定連接，兩塊夾板分別設于玻璃面板前后兩側，兩塊夾板通過多個夾板連接組件固定連接，且每塊夾板上均設有頂持在玻璃面板上的玻璃定位組件。本發明應用時便于對不同長度和厚度的玻璃面板進行固定，能避免粘膠側向偏移或加載末期玻璃面板脆裂導致不合理的剪切受力情況。
【專利說明】
測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統
技術領域
[0001]本發明涉及材料力學性能測試領域，具體是測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統。
【背景技術】
[0002]目前采用萬能試驗機測試玻璃與金屬結構膠結連接的剪切強度時，由于玻璃面板具有一定的脆性且長度和厚度尺寸多樣，測試對象難于得到合理的固定。由于受金屬板面和玻璃表面平整度，以及粘膠均勻性的影響，在拉力作用下的玻璃面板易出現定位不穩固的現象，這易導致玻璃面板出現平面外的側向偏移甚至晃動，造成非純剪切破壞。此外，在加載末期出現玻璃邊緣碎裂時，易使玻璃面板的邊界出現界面破壞，此時偏心作用更為明顯，在計算剪切強度時會影響測試結果的準確性。因此，設計一套簡單易行的剪切試驗裝置，使得玻璃與金屬結構膠結連接的剪切強度能得到來方便精確的測量，這成為目前人們普遍關注的問題，然而，現今沒有相應的設備，也未見相關的報道。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，其應用時便于對不同長度和厚度的玻璃面板進行固定，能避免粘膠側向偏移或加載末期玻璃面板脆裂導致不合理的剪切受力情況。
[0004]本發明解決上述問題主要通過以下技術方案實現:測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，包括金屬板、玻璃面板、夾板及萬能試驗機，所述萬能試驗機設有上夾持系統及位于上夾持系統正下方的下夾持系統，所述金屬板和夾板的數量均為兩塊，兩塊所述的金屬板均豎直設置且兩者分別由上夾持系統和下夾持系統夾持固定，上下兩塊金屬板同軸設置且兩者之間設有間隙；所述玻璃面板一側通過粘膠與上下兩塊金屬板固定連接;兩塊所述的夾板分別設于玻璃面板前后兩側，兩塊夾板通過多個夾板連接組件固定連接，且每塊夾板上均設有頂持在玻璃面板上的玻璃定位組件。本發明的玻璃面板與上下兩塊金屬板通過粘膠連接為整體，其中，上下兩塊金屬板間留有間隙，能保證金屬板板端受力時，粘膠承受剪切力作用。本發明應用時，可只設置一塊玻璃面板，該玻璃面板布設于金屬板的左側或右側，從而進行單側膠結的剪切強度測試;也可設置兩塊玻璃面板，兩塊玻璃面板對稱分布于金屬板的左右兩側，從而進行雙側膠結的剪切強度測試。
[0005]本發明應用時配備引伸計、位移計等測量儀器進行測量，在測量過程中通過控制上夾持系統向上移位，以使粘膠受到剪切力，通過測量儀器測量變形、位移等數據，以實現測試玻璃與金屬結構膠結連接剪切強度的測量。
[0006]進一步的，測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，還包括作動器、主控箱及計算機系統，所述作動器與上夾持系統連接，所述主控箱通過兩根數據線分別與作動器和計算機系統連接。
[0007]進一步的，所述玻璃面板與金屬板通過垂直正交的方式或面面貼合的方式膠結。如此，本發明應用時可使得粘膠布設更加均勻，便于進行受力分析，進而能提升本發明應用時的測試精度。
[0008]進一步的，所述夾板左右兩端均設置有弧形定位板，所述弧形定位板內徑大于夾板的高度，弧形定位板沿其曲面上設有多個貫穿其前后端面的連接孔;所述夾板連接組件包括螺栓和螺母，夾板連接組件通過螺栓穿過兩塊夾板的連接孔并在螺栓上套設螺母實現兩塊夾板的固定連接。本發明通過弧形定位板及其上連接孔的設置，使得夾板連接組件便于沿著圓弧方向調節，在采用不同長寬玻璃面板時也可實現玻璃面板的容置。
[0009]進一步的，所述夾板上設置有多個緊固孔，所述玻璃定位組件包括螺栓和螺母，玻璃定位組件通過螺栓穿過緊固孔并在螺栓上套設螺母實現玻璃定位組件在夾板上的固定。本發明的夾板連接組件和玻璃定位組件均采用螺栓和螺母實現，拆裝便捷，且在改變夾板連接組件和玻璃定位組件的定位長度時操作更加便捷。
[0010]進一步的，所述玻璃定位組件頂持玻璃面板的一端的端頭部位套設有柔性保護套。如此，本發明應用時在柔性保護套的作用下，能避免玻璃定位組件對玻璃面板造成局部磨損。
[0011]為了便于觀察膠層破壞或脫膠發生，進一步的，所述夾板的中央部位構成有貫穿其前后端面的可視窗口。
[0012]為了使本發明應用時避免玻璃面板出現側向移位，進一步的，多個所述的夾板連接組件分布于夾板左右兩端，位于金屬板同一側的玻璃面板與夾板連接組件之間設置有彈性限位塊，所述彈性限位塊固定于夾板連接組件上且與玻璃面板接觸。當本發明只在金屬板左側或右側設置玻璃面板時，則只在金屬板單側的夾板連接組件上設置彈性限位塊，當本發明的左右兩側都設置有玻璃面板時，則金屬板左右兩側的夾板連接組件上均設置彈性限位塊。
[0013]進一步的，測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，還包括兩塊L型連接板，所述金屬板上構成有多個在豎直方向上等間距排布的定位螺孔，所述L型連接板的兩塊面板分別水平設置和豎直設置，兩塊所述的L型連接板分別通過一根穿過L型連接板的豎直面板和定位螺孔的定位螺栓固定在上下兩塊金屬板上。如此，本發明應用時，測試玻璃面板與金屬板間的變形或位移的測量儀器可安裝于L型連接板上，可根據具體的需求將定位螺栓嵌入不同的定位螺孔內來實現L型連接板的升降，進而對測量儀器進行升降控制。本發明通過配備L型連接板，便于安裝位移計等測量儀器，能滿足工程實際在檢測膠結連接剪切強度的應用，使得測試數據的準確性能得到保證。
[0014]進一步的，每個所述的L型連接板的水平面板上方均設有一個定位盤，且L型連接板上連接有一根用于調節定位盤升降的定位調節桿。本發明應用時測量儀器具體安裝于定位盤上，可通過定位調節桿實現測量儀器的升降微調，如此，能進一步提升測試數據的準確性。
[0015]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:(I)本發明整體結構簡單，便于實現，成本低，本發明應用時通過夾板、夾板連接組件及玻璃定位組件對玻璃面板進行定位，定位結構穩固，本發明的玻璃面板在前后兩塊夾板上固定的玻璃定位組件的頂持作用下，能避免出現平面外的側向偏移甚至晃動；當金屬板拉伸時，玻璃面板在平面外穩固，粘膠承受均勻分布的剪切力，從而能避免粘膠側向偏移或加載末期玻璃脆裂導致不合理的剪切受力情況。
[0016](2)本發明應用時可通過改變夾板連接組件、玻璃定位組件的長度，以滿足不同厚度玻璃面板的需求，并可通過改變夾板連接組件的安裝位置，以滿足不同長度玻璃面板的需求;本發明應用時對于不同大小的玻璃面板，可通過改變玻璃定位組件的數量來保證定位的穩固性。如此，本發明應用時具備通用性。
[0017](3)本發明在前后兩側配備有夾板，夾板能覆蓋較大面積范圍的玻璃面板，在玻璃面板剪切斷裂和脫膠掉落時，夾板能產生防護作用，進而使得本發明應用時能避免傷及操作人員。
[0018](4)本發明應用時既適用于雙面或單面玻璃面板與金屬板采用垂直正交的方式膠結時的剪切強度的測試，又適用于雙面或單面玻璃面板與金屬板采用面面貼合的方式膠結時的剪切強度的測試，使得本發明更便于推廣應用。
【附圖說明】
[0019]此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發明實施例的限定。在附圖中:
圖1為本發明采用雙面玻璃面板與金屬板垂直正交時一個具體實施例的結構示意圖； 圖2為圖1中金屬板與玻璃面板安裝結構的主視結構示意圖；
圖3為圖1中金屬板與玻璃面板安裝結構的俯視結構示意圖；
圖4為圖1中金屬板與玻璃面板安裝結構的側視結構示意圖；
圖5為本發明米用單面玻璃面板與金屬板垂直正交時一個具體實施例中金屬板與玻璃面板安裝結構的主視結構示意圖；
圖6為圖5所述安裝結構的俯視結構示意圖；
圖7為本發明采用單面玻璃面板與金屬板面面貼合時一個具體實施例中金屬板與玻璃面板安裝結構的主視結構示意圖；
圖8為圖7所述安裝結構的俯視結構示意圖；
圖9為本發明采用雙面玻璃面板與金屬板面面貼合時一個具體實施例中金屬板與玻璃面板安裝結構的主視結構示意圖；
圖10為圖9所述安裝結構的俯視結構示意圖。
[0020]附圖中標記所對應的零部件名稱:1、金屬板，2、粘膠，3、玻璃面板，4、夾板，5、夾板連接組件，6、玻璃定位組件，7、緊固孔，8、連接孔，9、柔性保護套，10、定位螺栓，11、緊固旋鈕，12、L型連接板，13、定位盤，14、定位調節桿，15、定位螺孔，16、彈性限位塊，17、上夾持系統，18、下夾持系統，19、萬能試驗機，20、作動器，21、主控箱，22、計算機系統。
【具體實施方式】
[0021]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發明，并不作為對本發明的限定。
[0022]實施例1:
如圖1?圖4所示，測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，包括金屬板1、玻璃面板3、夾板4及萬能試驗機19，其中，萬能試驗機19設有上夾持系統17和下夾持系統18，下夾持系統18設于上夾持系統17正下方。本實施例中金屬板I和夾板4的數量均為兩塊，兩塊金屬板I均豎直設置且兩者分別由上夾持系統17和下夾持系統18夾持固定，在上夾持系統17和下夾持系統18對兩塊金屬板I夾持固定后，上夾持系統17夾持固定的金屬板I位于下夾持下夾持系統18夾持的金屬板I正上方，上下兩塊金屬板I同軸設置，且上方金屬板I下端的端頭與下方金屬板I上端的端頭之間留有間隙。本實施例在具體設置時，為了確保金屬板I能得到可靠加持，本實施例中金屬板I供夾持的端部設有凸紋。本實施例的玻璃面板3為橫向設置的矩形面板，玻璃面板3—側通過粘膠2與上下兩塊金屬板I固定連接。本實施例的兩塊夾板4分別設于玻璃面板3前后兩側，兩塊夾板4通過多個夾板連接組件5固定連接，且每塊夾板4上均設有頂持在玻璃面板3上的玻璃定位組件6。
[0023]本實施例的金屬板I作為剪切板，可選用與待測膠結連接的實際剪切環境相同的材料制成，以此來模擬出更貼近粘膠使用環境的剪切試驗，保證剪切試驗結果的可靠。本實施例中玻璃面板3的數量為兩塊，兩塊玻璃面板3均橫向設置且對稱分布于金屬板I左右兩偵U，玻璃面板3垂直金屬板I的側面設置，兩塊玻璃面板3在夾板4、夾板連接組件5及玻璃定位組件6的作用下橫向聯系成為整體，本實施例應用于雙面玻璃面板3與金屬板I采用垂直正交的方式膠結時的剪切強度的測試。
[0024]實施例2:
本實施例在實施例1的基礎上做出了如下進一步限定:為了便于智能控制，本實施例的測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統還包括作動器20、主控箱21及計算機系統22，其中，作動器20與上夾持系統17連接，主控箱21通過兩根數據線分別與作動器20和計算機系統22連接。本實施例的系統用于測試金屬與玻璃粘膠剪切強度時所施加的作用力的控制和進行相應的記錄均在計算機系統22內進行，具體過程為:計算機系統22發出控制信號，并由主控箱21進行信號轉換，將加載信號傳遞于與萬能試驗機19的上夾持系統17連接的作動器20，測試過程中將所施加的力及上夾持系統17的位移由測量儀器記錄并通過主控箱21進行信號轉換后在計算機系統22中進行記錄。
[0025]實施例3:
本實施例在實施例1或實施例2的基礎上做出了如下進一步限定:本實施例的夾板4左右兩端均設置有弧形定位板，夾板4左端的弧形定位板向左側開口，夾板4右端的弧形定位板向右側開口，弧形定位板內徑大于夾板4的高度，弧形定位板沿其曲面上設有多個貫穿其前后端面的連接孔8。本實施例的夾板連接組件5包括螺栓和螺母，夾板連接組件5通過螺栓穿過兩塊夾板4的連接孔8并在螺栓上套設螺母實現兩塊夾板4的固定連接。為了保證本實施例的結構強度，本實施例的弧形定位板與夾板4集成為一體。
[0026]實施例4:
本實施例在實施例1?實施例3中任意一個實施例的基礎上做出了如下進一步限定:本實施例的夾板4上設置有多個緊固孔7，其中，玻璃定位組件6包括螺栓和螺母，玻璃定位組件6通過螺栓穿過緊固孔7并在螺栓上套設螺母實現玻璃定位組件6在夾板4上的固定。本實施例在具體設置時，每塊夾板4上設有上下兩排緊固孔組，上下兩排緊固孔組中緊固孔7的數量均為多個，每排緊固孔組中的多個緊固孔7在橫向上等間距排布。為了保證兩側面的玻璃面板3在平面外穩定，玻璃定位組件6可根據需要在緊固孔7上進行安裝，如果玻璃面板3寬度較大，還可以增加玻璃定位組件6的數量。
[0027]實施例5:
為了避免本實施例應用時玻璃面板3出現局部磨損，本實施例在實施例1?實施例4中任意一個實施例的基礎上做出了如下進一步限定:本實施例中玻璃定位組件6頂持玻璃面板3的一端的端頭部位套設有柔性保護套9。其中，本實施例的柔性保護套9優選采用橡膠套實現。
[0028]實施例6:
為了便于觀察膠層破壞和脫膠發生，本實施例在實施例1?實施例5中任意一個實施例的基礎上做出了如下進一步限定:本實施例中夾板4的中央部位構成有貫穿其前后端面的可視窗口。其中，本實施例在具體設置時，可視窗口優選設為矩形窗口。
[0029]實施例7:
本實施例在實施例1?實施例6中任意一個實施例的基礎上做出了如下進一步限定:本實施例的多個夾板連接組件5分布于夾板4左右兩端，位于金屬板I同一側的玻璃面板3與夾板連接組件5之間設置有彈性限位塊16，其中，彈性限位塊16固定于夾板連接組件5上且與玻璃面板3接觸。本實施例在具體設置時，彈性限位塊16采用橡膠等具備彈性性能的材料制成，通過彈性限位塊16的設置，以防止玻璃面板3出現側向移位。
[0030]實施例8:
本實施例在實施例1?實施例7中任意一個實施例的基礎上做出了如下進一步限定:本實施例還包括兩塊L型連接板12，其中，金屬板I上構成有多個在豎直方向上等間距排布的定位螺孔15，L型連接板12的兩塊面板分別水平設置和豎直設置，兩塊所述的L型連接板12分別通過一根穿過L型連接板12的豎直面板和定位螺孔15的定位螺栓10固定在上下兩塊金屬板I上。為了便于調節定位螺栓10，本實施例的定位螺栓10上設置有緊固旋鈕U。本實施例在具體設置時，優選在金屬板I上設置兩排定位螺孔組，兩排定位螺孔組在縱向上間隔一定距離設置，每排定位螺孔組均包括多個在豎直方向上等間距排布的定位螺孔15，如此，本實施例應用時每塊L型連接板12通過兩根定位螺栓10進行固定，定位更加牢固。
[0031]實施例9:
本實施例在實施例8的基礎上做出了如下進一步限定:本實施例中每個L型連接板12的水平面板上方均設有一個定位盤13，L型連接板12上連接有一根用于調節定位盤13升降的定位調節桿14。為了便于通過定位調節桿14調節定位盤13升降，本實施例中L型連接板12的水平面板上固定有定位螺母，定位調節桿14設有與定位螺母內螺紋匹配的外螺紋，定位調節桿14穿過定位螺母和L型連接板12的水平面板，通過轉動定位調節桿14即可實現對定位盤13進行升降控制。
[0032]實施例10:
如圖5、圖6所示，本實施例在實施例1?實施例9中任意一個實施例的基礎上做出了如下改進:本實施例中玻璃面板3的數量為一塊，玻璃面板3橫向設置于金屬板I左側或右側且與金屬板I的側面垂直。為了加強本實施例的結構，本實施例中金屬板I未設玻璃面板3的一側設有靠近金屬板I的夾板連接組件5。本實施例應用于單面玻璃面板3與金屬板I采用垂直正交的方式膠結時的剪切強度的測試。
[0033]實施例11: 如圖7、圖8所示，本實施例在實施例1?實施例9中任意一個實施例的基礎上做出了如下改進:本實施例中玻璃面板3的數量為一塊，玻璃面板3縱向設置于金屬板I左側或右側且與金屬板I平行。為了加強本實施例的結構，本實施例中金屬板I未設玻璃面板3的一側設有靠近金屬板I的夾板連接組件5。本實施例應用于單面玻璃面板3與金屬板I采用面面貼合的方式膠結時的剪切強度的測試。
[0034]實施例12:
如圖9、圖10所示，本實施例在實施例1?實施例9中任意一個實施例的基礎上做出了如下改進:本實施例中玻璃面板3的數量為兩塊，兩塊玻璃面板3均縱向設置且對稱分布于金屬板I左右兩側，玻璃面板3與金屬板I平行，兩塊玻璃面板3在夾板4、夾板連接組件5及玻璃定位組件6的作用下橫向聯系成為整體。本實施例應用于雙面玻璃面板3與金屬板I采用面面貼合的方式膠結時的剪切強度的測試。
[0035]以上所述的【具體實施方式】，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，其特征在于，包括金屬板(1)、玻璃面板(3)、夾板(4)及萬能試驗機(19)，所述萬能試驗機(19)設有上夾持系統(17)及位于上夾持系統正下方的下夾持系統(18)，所述金屬板(I)和夾板(4)的數量均為兩塊，兩塊所述的金屬板(I)均豎直設置且兩者分別由上夾持系統(17)和下夾持系統(18)夾持固定，上下兩塊金屬板(I)同軸設置且兩者之間設有間隙；所述玻璃面板(3)—側通過粘膠(2)與上下兩塊金屬板(I)固定連接;兩塊所述的夾板(4)分別設于玻璃面板(3)前后兩側，兩塊夾板(4)通過多個夾板連接組件(5)固定連接，且每塊夾板(4)上均設有頂持在玻璃面板(3)上的玻璃定位組件(6)。2.根據權利要求1所述的測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，其特征在于，還包括作動器(20 )、主控箱(21)及計算機系統(22)，所述作動器(20 )與上夾持系統(17 )連接，所述主控箱(21)通過兩根數據線分別與作動器(20)和計算機系統(22)連接。3.根據權利要求1所述的測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，其特征在于，所述玻璃面板(3)與金屬板(I)通過垂直正交的方式或面面貼合的方式膠結。4.根據權利要求1所述的測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，其特征在于，所述夾板(4)左右兩端均設置有弧形定位板，所述弧形定位板內徑大于夾板(4)的高度，弧形定位板沿其曲面上設有多個貫穿其前后端面的連接孔(8);所述夾板連接組件(5)包括螺栓和螺母，夾板連接組件(5)通過螺栓穿過兩塊夾板(4)的連接孔(8)并在螺栓上套設螺母實現兩塊夾板(4 )的固定連接。5.根據權利要求1所述的測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，其特征在于，所述夾板(4)上設置有多個緊固孔(7)，所述玻璃定位組件(6)包括螺栓和螺母，玻璃定位組件(6)通過螺栓穿過緊固孔(7)并在螺栓上套設螺母實現玻璃定位組件(6)在夾板(4)上的固定。6.根據權利要求1所述的測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，其特征在于，所述夾板(4)的中央部位構成有貫穿其前后端面的可視窗口。7.根據權利要求1所述的測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，其特征在于，所述玻璃定位組件(6)頂持玻璃面板(3)的一端的端頭部位套設有柔性保護套(9)。8.根據權利要求1所述的測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，其特征在于，多個所述的夾板連接組件(5)分布于夾板(4)左右兩端，位于金屬板(I)同一側的玻璃面板(3)與夾板連接組件(5)之間設置有彈性限位塊(16)，所述彈性限位塊(16)固定于夾板連接組件(5)上且與玻璃面板(3)接觸。9.根據權利要求1?8中任意一項所述的測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，其特征在于，還包括兩塊L型連接板(12)，所述金屬板(I)上構成有多個在豎直方向上等間距排布的定位螺孔(15)，所述L型連接板(12)的兩塊面板分別水平設置和豎直設置，兩塊所述的L型連接板(12)分別通過一根穿過L型連接板(12)的豎直面板和定位螺孔(15)的定位螺栓(10)固定在上下兩塊金屬板(I)上。10.根據權利要求9所述的測試金屬與玻璃粘膠剪切強度的試驗系統，其特征在于，每個所述的L型連接板(12)的水平面板上方均設有一個定位盤(13)，且L型連接板(12)上連接有一根用于調節定位盤(13)升降的定位調節桿(14)。
【文檔編號】G01N3/24GK106092774SQ201610450382
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月21日
【發明人】王清遠, 王志宇, 史亞龍
【申請人】四川大學