一種t型撕裂試驗模具及試驗方法
【技術領域】
[0001]本發明主要涉及復合材料撕裂試驗，尤其涉及一種復合材料T型撕裂試驗模具及試驗方法。
【背景技術】
[0002]復合材料是將覆層與基材按一定的包覆比，經一定的復合工藝層狀復合在一起。復合工藝是為了適應不同材料的需求，使復合后的材料性能更優異，使每一層材料充分發揮其不同的性能，因而復合材料具有更多更好的性能，以及更低的成本。
[0003]金屬層狀復合材料由于具有優異的綜合性能，已在發電、石油、化工、汽車、建筑等領域獲得廣泛的應用。金屬層狀復合材料界面的結合質量會影響產品的使用及其壽命，因此界面結合質量是評價金屬層狀復合材料性能優劣的主要指標。
[0004]目前，常規的定量檢測界面結合強度的方法有拉剪、壓剪等，定性的方法有彎曲法。如多層金屬復合材料各層厚度較薄(一般<0.5-lmm)時，通常使用撕裂的方式檢測界面結合的好壞，一般使用一字型撕裂如圖1、丄字形如圖2和T字型如圖3所示。
[0005]撕裂的3種方式中，一字型和丄字型撕裂適用于一層金屬強度較低，易發生變形，而另一層金屬強度較高，難發生變形的情況;T字型撕裂適用于兩層金屬強度均較低、易發生變形的金屬復合材料。
[0006]目前進行T字型撕裂試驗時，復合材料未撕裂部分為自由端，撕裂的部分在撕裂試驗前就被分成處于同軸但相反拉伸方向的兩端，且該部分與未撕裂部分相垂直。撕裂試驗時被分開的兩端夾持固定于撕裂拉伸試驗機的兩端夾頭上，其中一端夾頭固定，另一端夾頭加載拉伸，直至把該試驗的T型復合材料未撕裂的部分都分層撕裂，測得的最大力即為要測量的撕裂力。
[0007]但在實際撕裂過程中，未撕裂部分會發生翹曲，且翹曲程度隨撕裂過程不斷變化，檢測結果極其不準確。這是由于不同種金屬之間存在強度的差異，使得在T字型撕裂過程中，各層金屬變形不一致，會導致本處于與撕裂拉伸方向垂直的未撕裂部分發生翹曲。
[0008]由于復合材料不同金屬的強度及變形能力不同、各層金屬撕裂時位置的擺放不同(主要指強度較高的金屬處于上方還是強度較低的金屬處于上方，因為處于水平的未撕裂部分會向強度較低的金屬方向發生翹曲，如圖4所示)等因素的存在，使得每次試驗的條件都不同。且即使同一試驗條件下，隨著撕裂的進行，未撕裂部分的翹曲程度逐漸加大，即整個撕裂過程中未撕裂部分的翹曲程度都在時刻改變，這些都將導致測量結果存在偏差，結果不準確，且每次試驗難以相互比較。
[0009]因此有必要設計一種T型撕裂試驗模具及試驗方法，使得復合材料做T型撕裂試驗時，使得T型試樣始終處于拉伸試驗機夾頭的中間位置，能夠防止未撕裂部分發生翹曲，且在撕裂過程中一直保持與撕裂拉伸的方向相垂直的狀態，以使得撕裂拉伸均勻，以便保證試驗檢測結果準確穩定，試驗具有強的可比性。
【發明內容】
[0010]本發明的目的在于提供一種T型撕裂試驗模具及試驗方法，以使得復合材料做T型撕裂試驗時，使得T型試樣始終處于拉伸試驗機夾頭的中間位置，能夠防止未撕裂部分發生翹曲，且在撕裂過程中一直保持與撕裂拉伸的方向相垂直的狀態。
[0011 ]為了實現上述目的，本發明提供了一種T型撕裂試驗模具，所述模具包括:
[0012]固定導向部分，具有放置被測T型試樣未被撕裂部分的間隙，用于導直T型試樣未被撕裂部分；
[0013]彈性伸縮部分，對稱的兩部分布置于所述固定導向部分間隙的兩側，并分別與所述間隙的兩側相連，該對稱的兩部分都可作彈性伸縮變形。
[0014]其中一部分在撕裂時連接撕裂拉伸試驗機的一端夾頭，另一部分在撕裂時連接撕裂拉伸試驗機的另一端夾頭。該彈性伸縮部分用于在撕裂時帶動被測T型試樣向拉伸的方向移動，并保持被測T型試樣在撕裂試驗過程也始終位于試驗機兩夾頭的中間位置。
[0015]進一步地，上述的模具中所述固定導向部分包括:
[0016]導直滾輪組件，包括兩排對稱布置的導直滾輪，該兩排滾輪滾面之間的距離限定出了所述的間隙；
[0017]固定連接板，對稱的兩塊板分別布置于所述兩排導直滾輪的兩側;所述兩塊板底部分別設有用于轉動支撐所述兩排導直滾輪的突出部分，所述兩塊板頂部分別連接所述彈性伸縮部分對稱的一部分。
[0018]進一步地，所述兩排滾輪每排各有三個滾輪，間隔布置。
[0019]上述的模具，所述固定導向部分還包括連接螺栓組，用于可調間距地連接所述固定連接板對稱的兩塊板。
[0020]上述的模具，所述導直滾輪組件還包括軸承，轉動固定于所述固定連接板上的突出部分;所述滾輪軸頸穿過所述軸承并可隨所述軸承轉動。
[0021]上述的模具，所述固定連接板上開有通孔，用于穿過被測T型試樣撕裂的兩部分。
[0022]上述的模具，所述彈性伸縮部分包括:
[0023]彈簧和頂板，其中所述彈簧的一端與所述頂板固定連接，另一端與所述固定連接板固定連接。
[0024]所述頂板對稱的兩部分在撕裂拉伸試驗時與拉伸試驗機的各個夾頭連接。
[0025]進一步地，所述彈簧為液壓彈簧或普通彈簧。
[0026]上述的模具，所述兩部分的彈性伸縮部分每部分的彈簧數量為2個，間隔設置。
[0027]本發明的技術方案提供的按照上述模具進行試驗的方法，包括以下步驟:
[0028]S1:準備被測T型試樣，并在該試樣的一端分層出垂直于未撕裂部分的位于同一平面的兩部分；
[0029]S2:將所述T型試樣未撕裂部分調整放置于所述模具的固定導向部分的間隙中；
[0030]S3:將所述T型試樣分出的兩部分分別穿過所述固定連接板上的孔并與拉伸試驗機的兩拉伸夾頭連接；
[0031]S4:將所述彈性伸縮部分對稱的兩部分分別與拉伸試驗機的兩個夾頭連接；
[0032]S5:利用拉伸試驗機進行撕裂拉伸試驗。
[0033]本發明提供的T型撕裂試驗模具及試驗方法，以使得復合材料做T型撕裂試驗時，隨著撕裂試驗的進行始終能使被測T型試樣處于拉伸試驗機夾頭的中間位置，能夠防止未撕裂部分發生翹曲，且在撕裂過程中一直保持與撕裂拉伸的方向相垂直的狀態。該種試驗模具及試驗方法保證了試驗的穩定與準確，使得試驗結果可靠，各次試驗的可比性強。
【附圖說明】
[0034]圖1是常規撕裂試驗的一字型撕裂方式示意圖；
[0035]圖2是常規撕裂試驗的丄字型撕裂方式示意圖；
[0036]圖3是常規撕裂試驗的T字型撕裂方式示意圖；
[0037]圖4是常規T型撕裂試驗時T型試樣未撕裂部分發生翹曲變形示意圖；
[0038]圖5是利用本發明技術方案實施例中的T型撕裂試驗模具試驗的結構示意圖；以及
[0039]圖6是是本發明技術方案發明例中的T型撕裂試驗模具的固定導向部分側視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0040]以下結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本發明的方案以及其各個方面的優點。然而，以下描述的【具體實施方式】和實施例僅是說明的目的，而不是對本發明的限制。
[0041]本發明提供了一種T型撕裂試驗模具，如圖5所示，所述模具包括固定導向部分I和彈性伸縮部分2。
[0042]固定導向部分1，具有放置被測T型試樣未被撕裂部分的間隙10，用于導直T型試樣3未被撕裂部分31，并在試驗時保持所述間隙10固定不變。該部分中的間隙大小視被測試樣厚度而定，可在夾持被測T型試樣時來調整。
[0043]其中間隙10的限定可由一組平行間隔設置的兩塊平板之間的相對面來限定，也可由平行間隔設置的兩排滾輪的滾面來限定。當然也可由別的方式來實現。
[0044]為了限定被測T型試樣未撕裂部分的翹曲變形，限定被測T型試樣的間隙盡可能小，使得間隙的限定面與被測T型試樣的厚度方向的上下面能剛好貼合。
[0045]但以免撕裂拉伸時T試樣未撕裂部分在間隙內移動與間隙的限定面產生摩擦力，影響最終撕裂拉伸的測量結果，間隙的設定應盡量不擠壓被測T型試樣，且為了使得即使有摩擦力產生也盡可能地小，優選的采用平行間隔設置的兩排滾輪的滾面來限定被測T型試樣的間隙。
[0046]彈性伸縮部分2，由對稱的兩部分組成，該兩部分布置于所述固定導向部分間隙10的兩側，并分別與該間隙10的兩側相連。其中一部分在撕裂時連接撕裂拉伸試驗機的一端夾頭，另一部分在撕裂時連接撕裂拉伸試驗機的另一端夾頭。
[0047]彈性伸縮部分2用于在撕裂時帶動被測T型試樣向拉伸的方向移動，并保持被測T型試樣在撕裂試驗過程也始終位于試驗機兩夾頭的中間位置。這是因在拉伸試驗機一端的拉伸夾頭不動，另一端的拉伸夾頭移動的撕裂拉伸時，應使T型試樣未撕裂部分朝拉伸方向移動的距離是拉伸機拉伸夾頭移動距離的一半，才能保證被測T型試樣在撕裂試驗過程也始終位于試驗機兩夾頭的中間位置，且未撕裂部分與撕裂部分保持垂直。這可以被解釋為如下:
[0048]T型試樣撕裂部分被撕裂開距離a時，撕裂部分被分開的兩部分各伸長a長，即與未撕裂部分垂直的拉伸方向上總伸長2a的距離，因為試驗機的一端夾頭被固定了，所以試驗機拉伸夾頭的這端移動2a的長度。
[0049]而T型試樣未被撕裂的部分與拉伸試驗機的拉伸夾頭連接，要使得該未被撕裂部分隨之移動a的長度，則應把該部分與拉伸試驗機的固定夾頭與拉伸夾頭分別彈性連接，且兩邊的彈性元件應相同以使兩部分彈性元件的伸長變形相同。即T型試樣連接的彈性元件在拉伸方向上隨拉伸夾頭總伸長2a距離，對稱相等的兩邊彈性元件各伸長a的距離，處于彈性元件中間部分的被測T型試樣自然就只移動a長的距離。這樣就保證了被測T型試樣在撕裂試驗過程也始終位于試驗機兩夾頭的中間位置，且未撕裂部分與撕裂部分保持垂直。因而把移動被測T型試樣