The invention discloses a testing device and a testing method for the clamping force of composite material tensile test after the clamping section slips. By recording the tension and clamping force of the testing machine when the clamping section slips, the protective plate of the clamping section of the specimen is cleaned and placed under an optical microscope to measure the indentation diameter on the clamping surface of the protective plate, and the curve of the indentation diameter changing with the indentation position on the axis of the protective plate is drawn. Then, the distance from the linear inflection point on the curve to the end of the guard plate is calculated, and the clamping force is estimated according to the ratio of the distance to the length of the guard plate, the tension and clamping force of the test machine when the clamping section slips. The test device and the test method provided by the invention are simple and feasible, do not waste the test pieces, do not need the engineering experience of the operator, and can save the test cost.
【技术实现步骤摘要】
夹持段打滑后复合材料拉伸试验夹紧力测试装置及测试方法
本专利技术涉及复合材料薄板力学性能测试领域,具体涉及一种复合材料拉伸试验夹紧力测试装置及测试方法。
技术介绍
复合材料广泛应用于航空发动机风扇叶片、压气机机匣、涡轮机匣等薄壁结构,为了解新型复合材料薄壁结构力学性能,首先需要进行复合材料力学试验,加工批量复合材料薄板试件,对批量试件进行力学测试。在拉伸(静拉以及拉拉疲劳)试验中,为增加夹持部分的抗剪能力,防止薄板件夹持段滑脱,试验机与薄板件配套夹具的夹持面往往带有密集均布的凸出“梯形台”压花,如美国美斯特公司拉伸试验机夹具,在试件被夹紧时,因夹具上的“梯形台”压花,试件夹持段表面会形成密集均布的“梯形台”压痕。陶瓷基、树脂基等复合材料薄板件各向异性,横向抗压性能较差。为防止试件压坏,试验时预设的夹紧力较小。为避免夹紧试件时“梯形台”压花直接作用在试件夹持段压断复合材料纤维,试件由复合材料试验段、复合材料夹持段和夹持段护板组成。在复合材料与夹具间增加一层护板,将金属或聚四氟乙烯护板用高强度胶粘贴于复合材料的夹持面,“梯形台”压花将在护板上产生压痕而不会损伤复合材料。相对于横向抗压性能,陶瓷基、树脂基等复合材料薄板件抗拉强度较大,试验时若为防止压坏试件而设置了较为保守的夹紧力,则试件拉伸到某个应力后,复合材料夹持段因夹紧力不足产生轴向应变,使高强度胶层产生剪切应变,与这种应变相应的剪切力远超出胶水抗剪强度,复合材料夹持段相对于护板快速滑动,复合材料夹持段被抽出。当复合材料夹持段相对护板滑动时,试验设定的夹紧力因承力面不断缩小而降低,液压夹具为达到设定的夹紧力 ...
【技术保护点】
1.一种夹持段打滑后复合材料拉伸试验夹紧力测试装置,其特征在于,包括粘贴在复合材料试件夹持段两侧的护板、材料拉伸试验机、压痕直径测量装置、计算模块;所述材料拉伸试验机包括位于复合材料两侧护板外侧的夹具,该夹具上具有压花,夹具自两侧压住复合材料试件的两侧护板,分别在护板外侧面压出若干压痕,该若干压痕成多行多列排列;压痕直径测量装置测量出压痕直径;计算模块选取其中一列压痕的压痕直径,并记录该列压痕直径的变化曲线,该变化曲线在直角坐标系内形成,且直角坐标系的横轴为压痕在该列中的位置,纵轴为压痕直径;标记曲线中非线性段过渡到线性段的拐点,记录该点在该列中的位置,并得到该点位置到护板外端的长度,该护板的外端指粘贴于复合材料试件末梢方向的端部;得到该点位置到护板外端的长度与护板沿拉伸方向长度的比值r,计算模块中设置复合材料试件最大夹紧力为G1/r;G1为试验机当前夹紧力;同时设置G2=1.1G1Fmax/F,其中Fmax为材料试验最大拉力,它是试验者根据试验要求给定的具体值或预估的拉力上限;F为试验机当前拉力;同时计算模块中内设判断逻辑:当G2
【技术特征摘要】
1.一种夹持段打滑后复合材料拉伸试验夹紧力测试装置,其特征在于,包括粘贴在复合材料试件夹持段两侧的护板、材料拉伸试验机、压痕直径测量装置、计算模块;所述材料拉伸试验机包括位于复合材料两侧护板外侧的夹具,该夹具上具有压花,夹具自两侧压住复合材料试件的两侧护板,分别在护板外侧面压出若干压痕,该若干压痕成多行多列排列;压痕直径测量装置测量出压痕直径;计算模块选取其中一列压痕的压痕直径,并记录该列压痕直径的变化曲线,该变化曲线在直角坐标系内形成,且直角坐标系的横轴为压痕在该列中的位置,纵轴为压痕直径;标记曲线中非线性段过渡到线性段的拐点,记录该点在该列中的位置,并得到该点位置到护板外端的长度,该护板的外端指粘贴于复合材料试件末梢方向的端部;得到该点位置到护板外端的长度与护板沿拉伸方向长度的比值r,计算模块中设置复合材料试件最大夹紧力为G1/r;G1为试验机当前夹紧力;同时设置G2=1.1G1Fmax/F,其中Fmax为材料试验最大拉力,它是试验者根据试验要求给定的具体值或预估的拉力上限;F为试验机当前拉力;同时计算模块中内设判断逻辑:当G2<G1/r时,确定该复合材料试件后续试验的夹紧力为G2;当G2>G1/r时,则更改护板结构,设计护板沿拉伸方向长度为当前长度的Fmax/F倍,确定后续试验的夹紧力为G2。2.根据权利要求1所述的测试装置,其特征在于:所述计算模块中选取的压痕来自与复合材料试件打滑的护板。3.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈茉莉,罗贵火,廖学敏,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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