一种层状复合材料界面结合强度测试装置制造方法及图纸

本本实用新型专利技术涉及一种层状复合材料界面结合强度测试装置。所述测试装置，包括测试装置一和装置二；所述测试装置一包括尺寸、形状完全一样的上、下夹具，也称挂具，主要用于与万能材料试验机连接，并用于挂载装置二；所述测试装置二包括尺寸、形状完全一样的上、下拉伸模具，主要用于与待测样品的粘接，并挂载在测试装置一上进行拉伸。本实用新型专利技术所开发的设备，可以使得上下模具与试样具有良好的同轴度，并避免装夹过程损坏试样，提升了测试的可靠性和便利性，弥补了现有测试装置的不足以及测试方法的不足，可以更方便、快捷、安全、准确的测量出金属层状复合材料的界面结合强度。的测量出金属层状复合材料的界面结合强度。的测量出金属层状复合材料的界面结合强度。

【技术实现步骤摘要】
一种层状复合材料界面结合强度测试装置


[0001]本技术主要涉及材料界面结合强度的评价领域，尤其涉及异种材料焊接接头和层状复合材料界面结合强度的拉伸装置及测试方法。

技术介绍

[0002]目前，对于金属层状复合材料、表面镀膜材料、异种材料焊接接头以及梯度材料等材料的界面结合强度的表征方法比较有限，而对于这些材料来说，界面结合质量已作为评价材料性能的主要指标。现有的能定量评价金属层状复合材界面结合强度的主要检测方法有剪切试验、剥离试验和粘结拉伸试验等。由于剪切试验和剥离试验对试样制备要求较高，特别是对复层较薄的层状复合材料而言，是不能用剪切和剥离试验进行评估的。另外，剪切试验对界面平直度要求较高，对试样加工的精度也有较高要求，而剥离实验无法获得强度值。与上述试验方法相比，粘结拉伸试验对于复合层较薄的试样有着更好适应性，加工精度要求也没有剪切那么高，结果也相对可靠。但在粘接拉伸实验时，要保证界面两向受力方向与界面垂直，一旦出现细小的偏差将会导致实验结果不准确。
[0003]现有的模具是夹头与待测样品粘接成一个整体，然后再将这一整体通过螺纹与万能材料试验机相连并进行拉伸实验的，这就容易出现装夹后，无法保证拉伸过程中待测样品的受力方向与待测样品垂直并与其同轴。
[0004]因此，我们在现有的粘接拉伸实验的基础上，设计了一种新型材料界面结合强度的测试装置，该装置能有效避免上述存在的问题，同时装夹、卸载都比较方便，对待测样品的加工精度等要求比较低。

技术实现思路

[0005]针对以上存在的问题，本技术提供了一种新型材料界面结合强度测试装置及其评价方法和应用，该装置结构简单，操作便利，测试效率高，弥补了现有测试方法的不足，可以定量、准确地测量出金属层状复合材料、表面镀膜材料、异种材料焊接接头以及梯度材料等材料的界面结合强度。
[0006]本技术一种层状复合材料界面结合强度测试装置；所述测试装置，包括装置一和装置二；所述装置一包括尺寸、形状、结构完全一样的上、下夹具，也称挂具，主要用于与万能材料试验机连接，并用于挂载装置二；上夹具由螺纹端和挂载端组成；所述挂载端的上部与螺纹端相连；所述挂载端底部和侧面均开有凹槽，两个凹槽呈贯通状态，且相互垂直；垂直于挂载端底部，对上夹具进行投影；底部凹槽的投影成长方形，且长方形中和长边平行的对称轴也是挂载端底部投影的对称轴；所述上夹具为对称结构；垂直于上夹具的侧面进行投影；定义侧面凹槽投影的高为H1，底部凹槽的高为H2；
[0007]所述装置二包括尺寸、形状、结构完全一样的上、下承载台；所述上承载台包括承载段、第一凸起部位；连接段、第二凸起部位；承载段、第一凸起部位；连接段、第二凸起部位均呈圆柱形；其中承载段的直径小于第一凸起部位和第二凸起部位的直径；所述承载段与
第一凸起部位相连；第一凸起部位与连接段相连、连接段与第二凸起部位相连；所述连接段的直径小于等于上夹具底部凹槽的宽度；所述连接段的长度为H2的1.02
‑
1.35倍，第二凸起部位的高度为H1的0.2
‑
0.6倍；所述上承载台也为对称结构。
[0008]本技术首次将装置二设计成与装置一相匹配的，可拆装的设备，这样一来；即使将装置一与拉伸机连接后；要通过调整高度后，再将带有测试材料的装置二装配到装置一；通过后续微调；可以最大概率的确保拉伸过程中待测样品的受力方向与待测样品垂直并与其同轴。
[0009]本技术一种层状复合材料界面结合强度测试装置；对上夹具进行投影；底部凹槽的投影成长方形的宽为上承载台连接段直径的1.02
‑
1.35倍。
[0010]本技术一种层状复合材料界面结合强度测试装置；组装后，装置二的第二凸起部位卡在装置一的侧面凹槽内，装置二的连接段部分位于装置一的底面凹槽内。
[0011]本技术一种层状复合材料界面结合强度测试装置；第二凸起部位的高度为H1的0.3
‑
0.55倍。
[0012]本技术一种层状复合材料界面结合强度测试装置；第一凸起部位的直径小于等于装置一中挂载端的直径。
[0013]本技术一种层状复合材料界面结合强度测试装置；承载段的高度占承载台高度的1/6
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2/5。在工业上应用时，承载段的高度不能太高；否者会带来实验结果不精确的风险。
[0014]本技术一种层状复合材料界面结合强度测试装置；组装后，装置一和装置二的轴中心线重合。这样操作，确保实验结果的精确。
[0015]本技术一种层状复合材料界面结合强度测试装置；底部凹槽的外边沿设有凸起部分3；凸起部分3的高度为2
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5mm、厚度为2
‑
5mm，凸起部分3直接和侧面凹槽接触。本技术，由于设计了凸起部分3，进一步能保证实验结果的精确。
[0016]本技术一种层状复合材料界面结合强度测试装置；第二凸起部位的高度 +凸起部分3的高度小于H1。
[0017]本技术一种新型材料界面结合强度测试装置；
[0018]装置一主要用于挂载装置二，并在测试过程中装夹在万能材料试验机上；
[0019]装置二主要用于与待测样品进行粘接，并在测试过程中装夹在装置一上；
[0020]装置一与装置二的尺寸可以根据实际待测样品的尺寸，结合膜层结合强度测试标准进行等比例缩小或放大；
[0021]所述新型测试装置一与装置二是配套使用，缺一不可；
[0022]本技术一种新型材料界面结合强度测试装置；
[0023]可用于测试层状金属复合材料的界面结合强度、材料表面膜层的结合强度、异种材料焊接接头的结合强度、梯度材料不同梯度层之间的结合强度等。
[0024]本技术一种新型材料界面结合强度测试装置的使用方法(以层状金属复合材料为例)；包括下述步骤：
[0025]步骤一
[0026]取层状金属复合材料，裁剪成φ10mm的试样；层状金属复合材料由至少两层金属层构成；
[0027]步骤二
[0028]在层状金属复合材料两面涂上金属胶水(一种可以粘接金属材料的胶水，其粘结力大)，并与测试装置二的上、下承载台包括承载段的顶部粘合，随后放入对中装置中，使得上、下承载台、层状金属复合材料轴中心线重合；得到待测试样与装置二的装夹组合样；
[0029]步骤三
[0030]将测试装置一上、下夹具与万能材料视试验机相连，并调整万能材料试验机的高度接近于步骤二中所得的装夹组合样的高度，注意测试装置一上、下夹具的夹槽口要对齐；
[0031]步骤四
[0032]调节万能材料试验机至测试装置一上、下夹具间的间距合适，随后将与试样粘结好的拉伸模具(装置二)的上下两端分别插入测试装置一的上、下夹具两端的卡槽中(即将装置二的连接段、第二凸起部位卡入到装置一的凹槽内)；
[0033]步骤五
[0034]组装完毕后，启动万能材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种层状复合材料界面结合强度测试装置，包括装置一和装置二；所述装置一包括尺寸、形状、结构完全一样的上、下夹具，也称挂具，主要用于与万能材料试验机连接，并用于挂载装置二，所述装置二包括尺寸、形状、结构完全一样的上、下承载台；其特征是：上夹具由螺纹端和挂载端组成；所述挂载端的上部与螺纹端相连；所述挂载端底部和侧面均开有凹槽，两个凹槽呈贯通状态，且相互垂直；垂直于挂载端底部，对上夹具进行投影；底部凹槽的投影成长方形，且长方形中和长边平行的对称轴也是挂载端底部投影的对称轴；所述上夹具为对称结构；垂直于上夹具的侧面进行投影；定义侧面凹槽投影的高为H1，底部凹槽的高为H2；所述上承载台包括承载段、第一凸起部位；连接段、第二凸起部位；承载段、第一凸起部位；连接段、第二凸起部位均呈圆柱形；其中承载段的直径小于第一凸起部位和第二凸起部位的直径；所述承载段与第一凸起部位相连；第一凸起部位与连接段相连、连接段与第二凸起部位相连；所述连接段的直径小于等于上夹具底部凹槽的宽度；所述连接段的长度为H2的1.02
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1.35倍，第二凸起部位的高度为H1的0.2
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0.6倍；所述上承载台也为对称结构。2.根据权利要求1所述的一种层状复合材料界面结合强度测试装置，其特征是：对上夹具进行投...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，陈振湘，杨凯，李礼，刘萌，宋宇峰，谭欣荣，支倩，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：新型
国别省市：