一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件及使用方法技术

本发明专利技术公开了一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件及使用方法，试样夹持组件包括上压缩块、下压缩块、两块楔形夹块；上压缩块上带有环形卡圈和楔形槽，楔形槽位于环形卡圈的中部；下压缩块上设有环形导槽和楔形槽，楔形槽位于环形导槽的中部；环形卡圈与环形导槽相适配；其中一块楔形夹块与上压缩块的楔形槽相匹配，另外一块楔形夹块与下压缩块的楔形槽相匹配；所述楔形夹块由卡块I和卡块II卡接而成以实现试样的快速固定或取出。采用此试样夹持组件能够保证试样的对中和紧固，提高试样破坏在工作段的成功率，提高试验效率，且其使用方法操作简单。

A kind of specimen clamping assembly for composite laminate compression test and its application method

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件及使用方法
本专利技术涉及复合材料力学性能测试
，尤其是涉及一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件及使用方法。
技术介绍
复合材料层板压缩试验用于评价复合材料作为结构件时承受压缩载荷的性能，根据服役工况的不同，可在室温或低温下开展相应试验。目前，国内进行复合材料层板压缩试验主要是按照GB/T3856-2005《单向纤维增强塑料平板压缩试验方法》和ASTMD3410/D3410M-03《TestMethodforCompressivePropertiesofPolymerMatrixCompositeMaterialswithUnsupportedGageSectionbyShearLoading》这两个标准执行。两个标准中推荐使用的试样夹持装置，均是加紧试样两端的加强片区域，在试验中通过夹持装置与试样加强片区域的摩擦力形成的剪切载荷，传递到试样工作段形成压缩应力，最终使试样破坏。两个标准中均要求，试样必须破坏在工作段，破坏在其他区域为无效结果。GB/T3856-2005的夹持装置上下两端为楔形夹块，中间用两个导杆连接，为了减少导杆与两端夹具间摩擦力对试验结果的影响，导杆与两端楔形夹块的导孔间需间隙配合，但间隙的存在会导致装夹时试样上下两端的对中性变差，试验时对试样产生非轴向扭矩，易引起局部应力集中而导致试样破坏在加强片区域，最终导致试验失败。ASTMD3410所推荐的夹持装置，使用螺栓紧固试样的上下加强片区域，用两个导杆连接上下两部分。螺栓紧固导致装夹繁琐，试验时同样存在对中性差导致试样在无效区域破坏的问题。此外，在进行低温试验时由于热胀冷缩以及水汽凝结易造成螺栓提供的夹紧力不足而打滑。目前普遍使用的夹持装置，为达到试验标准中要求的5个有效数据，需反复进行多次试验，成功率仅有50％左右，造成时间、能源和试验材料的浪费。同时，复合材料层板压缩试验试样的夹持装置需要具备两方面的特性：一方面需要保证试样夹持端紧密固定，有足够的夹持力防止装置上下打滑对试验结果的影响，又不能额外引入较大的摩擦力干扰试验结果；另一方面需要保证装夹后试样的中心线与受力方向一致，防止局部的应力集中导致试样破坏在无效区域。目前的夹持装置普遍不能很好的满足上述两个特性，且存在结构复杂、操作繁琐的问题，严重影响试验效率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件及使用方法，采用此试样夹持组件能够保证试样的对中和紧固，提高试样破坏在工作段的成功率，提高试验效率，且其使用方法操作简单。一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件，试样夹持组件包括能够在压缩试验机的作用下压缩试样的上压缩块和下压缩块、用于对试样的相应夹持段进行夹持固定的两块楔形夹块；所述上压缩块上带有环形卡圈和楔形槽，楔形槽位于环形卡圈的中部；所述下压缩块上设有环形导槽和楔形槽，楔形槽位于环形导槽的中部；所述环形卡圈与环形导槽相适配；其中一块楔形夹块与上压缩块的楔形槽相匹配，另外一块楔形夹块与下压缩块的楔形槽相匹配；所述楔形夹块由卡块I和卡块II卡接而成以实现试样的快速固定或取出。进一步地，所述楔形夹块上设有用于夹持固定试样的卡槽，所述卡槽的深度略小于试样端部加强片的长度，所述卡槽的侧壁上设有防止试样滑动的锯齿状的防滑齿。进一步地，在上压缩块中，所述环形卡圈和楔形槽同心设置；在下压缩块中，所述环形导槽与楔形槽同心设置。进一步地，卡块I上分别设有凹槽I和凸起I，卡块II上分别设有与凹槽I匹配的凸起II以及与凸起I匹配的凹槽II。进一步地，所述环形卡圈的外径与环形导槽的最大直径相适配以防止上压缩块相对于下压缩块发生左右移动。进一步地，所述环形卡圈的内径与环形导槽的最小直径相适配以防止上压缩块相对于下压缩块发生左右移动。进一步地，上压缩块和下压缩块均呈圆柱形。进一步地，所述环形卡圈上设有缺口以方便将压缩试验用变形测量装置与试样工作段相连接。一种复合材料层板压缩试验的试样夹持组件的使用方法，包括如下步骤：(1)、将试样的两端分别使用楔形夹块夹持固定，并保证试样的端部与楔形夹块相抵接；(2)、将步骤(1)装配好的组件中的一块楔形夹块置于下压缩块的楔形槽内，然后将上压缩块的楔形槽对准另一块楔形夹块并向下移动，使上压缩块的环形卡圈插入下压缩块的环形导槽内；(3)、按压上压缩块的上表面，消除各连接部位的间隙，然后将带试样的试样夹持组件置于试验机上，开始压缩试验；(4)、待压缩试验结束后，将试样与试样夹持组件从试验机上取下，放置在操作台上，先分离上压缩块和下压缩块，然后取出两块楔形夹块，最后将两块楔形夹块的卡块I和卡块II分离取出试样即可。进一步地，步骤(2)中，上压缩块的环形卡圈插入下压缩块的环形导槽内时，环形卡圈的缺口与试样的工作段相对应；步骤(3)中，将带试样的试样夹持组件置于试验机上时，通过环形卡圈的缺口在试样的工作段安装变形测量装置，然后开始压缩试验。有益效果：如上所述，本专利技术的一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件及使用方法，具有以下有益效果：1、本专利技术的试样夹持组件符合GB/T3856-2005《单向纤维增强塑料平板压缩试验方法》和ASTMD3410/D3410M-03《TestMethodforCompressivePropertiesofPolymerMatrixCompositeMaterialswithUnsupportedGageSectionbyShearLoading》的标准要求，结构简单，操作方便，对中、固定效果良好，试验结果准确可靠。2、本专利技术中的试样夹持组件通过使用环形导槽与环形卡圈连接，相对于享有技术中使用两根导杆相连接的方式，极大的增加了定位处的接触面积，克服了由于导杆与导槽之间的间隙而导致装夹时试样对中性差的问题，且通过楔形夹块的侧向力-端部接触的联合作用，有效的阻止了试样夹持端的变形与打滑，极大地提高了试验的成功率。3、本专利技术中楔形夹块的卡槽的侧壁上设有防滑齿，能够有效的阻止试样夹持端的滑动，保证试样被紧密固定。4、本专利技术中的两块楔形夹块均是由卡块I和卡块II卡接而成的，方便试样的安装与拆卸。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术中试样夹持组件的示意图。图2是图1中楔形夹块的示意图。图3是图1中上压缩块的仰视图。附图标记：1、上压缩块，11、缺口，2、楔形夹块，21、卡块I，211、凹槽I，212、凸起I，22、卡块II，221、凸起II，222、凹槽II，3、试样，4、下压缩块，5、楔形槽。具体实施方式本专利技术中术语“包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件，其特征在于，试样夹持组件包括能够在压缩试验机的作用下压缩试样的上压缩块和下压缩块、用于对试样的相应夹持段进行夹持固定的两块楔形夹块；/n所述上压缩块上带有环形卡圈和楔形槽，楔形槽位于环形卡圈的中部；/n所述下压缩块上设有环形导槽和楔形槽，楔形槽位于环形导槽的中部；/n所述环形卡圈与环形导槽相适配；/n其中一块楔形夹块与上压缩块的楔形槽相匹配，另外一块楔形夹块与下压缩块的楔形槽相匹配；/n所述楔形夹块由卡块I和卡块II卡接而成以实现试样的快速固定或取出。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件，其特征在于，试样夹持组件包括能够在压缩试验机的作用下压缩试样的上压缩块和下压缩块、用于对试样的相应夹持段进行夹持固定的两块楔形夹块；
所述上压缩块上带有环形卡圈和楔形槽，楔形槽位于环形卡圈的中部；
所述下压缩块上设有环形导槽和楔形槽，楔形槽位于环形导槽的中部；
所述环形卡圈与环形导槽相适配；
其中一块楔形夹块与上压缩块的楔形槽相匹配，另外一块楔形夹块与下压缩块的楔形槽相匹配；
所述楔形夹块由卡块I和卡块II卡接而成以实现试样的快速固定或取出。


2.根据权利要求1所述的一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件，其特征在于：所述楔形夹块上设有用于夹持固定试样的卡槽，所述卡槽的深度略小于试样端部加强片的长度，所述卡槽的侧壁上设有防止试样滑动的锯齿状的防滑齿。


3.根据权利要求1所述的一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件，其特征在于：在上压缩块中，所述环形卡圈和楔形槽同心设置；在下压缩块中，所述环形导槽与楔形槽同心设置。


4.根据权利要求1所述的一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件，其特征在于：卡块I上分别设有凹槽I和凸起I，卡块II上分别设有与凹槽I匹配的凸起II以及与凸起I匹配的凹槽II。


5.根据权利要求1所述的一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件，其特征在于：所述环形卡圈的外径与环形导槽的最大直径相适配以防止上压缩块相对于下压缩块发生左右移动。


6.根据权利要求1所述的一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜卓同，张先锋，徐魁龙，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：河南;41