一种用于非金属材料多角度拉剪试验的微型夹具制造技术

本实用新型专利技术涉及材料机械技术领域，具体涉及一种用于非金属材料多角度拉剪试验的微型夹具。包括两个夹具底座，两个所述夹具底座呈中心对称设置，其中一个夹具底座一端与上夹块相连，另一端与上拉螺栓相连，另一个夹具底座一端与下夹块相连，本实用新型专利技术不仅可以实现纯剪切或拉伸加载，还能实现定角度拉

【技术实现步骤摘要】
一种用于非金属材料多角度拉剪试验的微型夹具


[0001]本技术涉及材料机械
，具体涉及一种用于非金属材料多角度拉剪试验的微型夹具。

技术介绍

[0002]目前用于材料剪切试验研究的方法主要有薄壁筒扭转法与双V型开槽试验法，前者可以使试件达到纯剪切的应力状态，但是对大量非金属材料不适用，后者对一些刚度较低的非金属材料会产生其他方向的形变，改变平面应力状态，对结果产生影响，只能用于材料的纯剪切试验。
[0003]各种非金属材料在工作期间受到的应力状态比较复杂，比如材料的拉伸性能和剪切性能就具有一定相关性，低碳钢材料在被拉伸破坏后，其结构45
°
方向上会产生裂纹，说明材料实际是被剪切破坏，因此使用纯拉伸或剪切试验，并不能体现材料在真实环境下的失效破坏机制，对材料的研究结果会产生较大影响，所以研究材料在拉剪加载条件下的力学规律变化对获取材料真实的力学属性具有重要意义，目前已有通过设计专用夹具来实现宏观条件下的拉剪混合试验，但夹具通过直接夹持试件或在试件上打孔固定，对材料造成预制损伤，影响试验结果，而且夹具螺栓结构过多，造成组装繁琐。
[0004]为了能更清楚的了解到材料的损伤演化过程，近些年越来越多人想要从微细观角度进行试验，微CT、扫描电镜等微细观观测手段通过发射X射线穿透试验件，试验件中各组分因为密度大小不同，对X射线的吸收程度不同，扫描360
°
后，在后面可以收集得到关于能量的一连串信息，通过软件处理即可得到材料的清晰图像，因此在扫描过程中不能有金属材料放置在X射线的穿透路径上，但是现有的宏观加载夹具为了满足强度要求，都由各种金属构成，细观加载夹具只能实现简单的拉伸或压缩过程，不能满足当前对材料损伤演化过程的研究。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中提到的问题，本技术提出一种用于非金属材料多角度拉剪试验的微型夹具，以解决
技术介绍
中所提出的问题。
[0006]本技术一种用于非金属材料多角度拉剪试验的微型夹具，包括两个夹具底座，两个所述夹具底座呈中心对称设置，其中一个夹具底座一端与上夹块相连，另一端与上拉螺栓相连，另一个夹具底座一端与下夹块相连，另一端与下拉螺栓相连，其中试件设置在上夹块与下夹块之间；所述上拉螺栓与下拉螺栓可以进行角度调节，从而对试件进行不同角度的加载实验。
[0007]优选地，所述夹具底座呈半圆形，其中沿圆弧一端上设有多个调节孔，所述夹具底座远离圆弧端上开设有L型槽，所述L型槽与竖直方向垂直的端面上开设有直角凹槽，所述直角凹槽与水平方向垂直的端面上开设夹紧螺纹孔，且夹紧螺纹孔一端贯穿夹具底座。
[0008]优选地，所述直角凹槽内设有上夹块或下夹块，且直角凹槽与上夹块或下夹块大
小相适应。
[0009]优选地，还包括夹紧螺丝，所述夹紧螺丝与夹紧螺纹孔相适应。
[0010]优选地，所述调节孔为5个，每个调节孔之间相距22.5
°
。
[0011]优选地，所述上拉螺栓与下拉螺栓与调节孔螺纹配合。
[0012]优选地，所述上拉螺栓与下拉螺栓在进行角度调节时，上拉螺栓的中心轴线与下拉螺栓的中心轴线相重合。
[0013]本技术相对于现有技术，取得了以下的技术效果：
[0014]本技术不仅可以实现纯剪切或拉伸加载，还能实现定角度拉
‑
剪、压
‑
剪等组合加载试验；
[0015]本技术设置的上拉螺栓、下拉螺栓以及夹具底座之间通过螺纹连接，没有多余的连接件，使夹具装配更简单、牢固，方便更换或延长拉杆来适用于各类拉伸机；
[0016]本技术中上夹块、下夹块与试件粘接相连，制作过程中对试件形状尺寸要求低，同时夹紧螺丝与试件不接触，不会造成因固定试件引起的非试验方向的预应力和初始损伤影响。
附图说明
[0017]图1为本技术整体结构示意图；
[0018]图2为本技术剖视图；
[0019]图3为本技术整体结构正视图；
[0020]图4为本技术夹具底座示意图；
[0021]图5为本技术上夹块示意图；
[0022]图6为本技术拉杆螺栓示意图。
[0023]附图标记：1、夹具底座；2、夹紧螺丝；3、螺纹孔；4、上拉螺栓；5、上夹块；6、试件；7、下夹块；8、下拉螺栓。
具体实施方式
[0024]本技术一种用于非金属材料多角度拉剪试验的微型夹具，包括两个夹具底座1，两个所述夹具底座1呈中心对称设置，其中一个夹具底座1一端与上夹块5相连，另一端与上拉螺栓4相连，另一个夹具底座1一端与下夹块7相连，另一端与下拉螺栓8相连，其中试件6设置在上夹块5与下夹块7之间；所述上拉螺栓4与下拉螺栓8可以进行角度调节，从而对试件6进行不同角度的加载实验。
[0025]所述夹具底座1呈半圆形，其中沿圆弧一端上设有多个调节孔，所述夹具底座1远离圆弧端上开设有L型槽，所述L型槽与竖直方向垂直的端面上开设有直角凹槽，所述直角凹槽与水平方向垂直的端面上开设夹紧螺纹孔3，且夹紧螺纹孔3一端贯穿夹具底座1。所述直角凹槽内设有上夹块5或下夹块7，且直角凹槽与上夹块5或下夹块7大小相适应。所述调节孔为5个，每个调节孔之间相距22.5
°
。所述上拉螺栓4与下拉螺栓8与调节孔螺纹配合。所述上拉螺栓4与下拉螺栓8在进行角度调节时，上拉螺栓4的中心轴线与下拉螺栓8的中心轴线相重合。
[0026]本实施例如图1和图2所示，本实施例中的调节孔设有5个，上拉螺栓4与下拉螺栓8
可改变与试件6之间的角度，实现不同角度加载，如图1所示可视为本实施例中0
°
时和90
°
时试件6的加载示意图，本装置可进行0
°
、22.5
°
、45
°
、67.5
°
以及90
°
的不同角度调节，在调节时，上拉螺栓4与下拉螺栓8需一同调节。
[0027]本实施例中的试件6为矩形，试件6与上夹块5或下夹块7之间采用粘连方式，设置的直角凹槽对应放置上夹块5或下夹块7，直角凹槽大小略大于上夹块5和下夹块7，上夹块5和下夹块7放置在直角凹槽内通过夹紧螺丝2能将上夹块5和下夹块7紧固起来。
[0028]本装置使用时，首先将上夹块5和下夹块7与试件6粘连起来，将上夹块5与下夹块7分别放置在两个夹具底座1的直角凹槽中，放置后利用夹紧螺丝2进行锁紧，最后将上拉螺栓4和下拉螺栓8安装在调节孔中，利用试验机夹头夹紧上拉螺栓4和下拉螺栓8，可进加载实验；需要改变角度时，同时松开上拉螺栓4和下拉螺栓8，并将上拉螺栓4和下拉螺栓8通过选择调节孔后进行加装，使得试件6的受力位置保持在一条直线上，可以得出试件6在不同角度拉剪，不同加载角度下对应的拉伸与剪切力大小计算公式为：
[0029]。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于非金属材料多角度拉剪试验的微型夹具，包括两个夹具底座，其特征在于，两个所述夹具底座呈中心对称设置，其中一个夹具底座一端与上夹块相连，另一端与上拉螺栓相连，另一个夹具底座一端与下夹块相连，另一端与下拉螺栓相连，其中试件设置在上夹块与下夹块之间；所述上拉螺栓与下拉螺栓可以进行角度调节，从而对试件进行不同角度的加载实验。2.根据权利要求1所述一种用于非金属材料多角度拉剪试验的微型夹具，其特征在于，所述夹具底座呈半圆形，其中沿圆弧一端上设有多个调节孔，所述夹具底座远离圆弧端上开设有L型槽，所述L型槽与竖直方向垂直的端面上开设有直角凹槽，所述直角凹槽与水平方向垂直的端面上开设夹紧螺纹孔，且夹紧螺纹孔一端贯穿夹具底座。3.根据权利要求2所述一种用于非金属材料多角度拉剪...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学仁，裴书帝，陈铁铸，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：新型
国别省市：