用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样及夹具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样，属于复合材料技术领域，该拉伸试样包括两端用于与夹具固定的固定端、中部用作标距部分的拉伸段以及连接固定端与拉伸段的过渡区；拉伸段的中部为层状金属复合材料的结合界面。该拉伸夹具上设置有一个形状与拉伸试样结合界面一端形状相同的通孔区域以及一个用于和拉伸机相连的夹持结构，通孔区域包括一位于拉伸夹具侧边上的开口槽，开口槽的形状与拉伸段的形状相同，用于夹持拉伸段，且通过开口槽能够将拉伸试样嵌入通孔区域。该拉伸试样与拉伸夹具能够方便准确地测出层状金属复合材料的层间结合强度。层状金属复合材料的层间结合强度。层状金属复合材料的层间结合强度。

【技术实现步骤摘要】
用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样及夹具


[0001]本技术属于复合材料
，具体涉及一种用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样及夹具。

技术介绍

[0002]层状金属复合材料是通过采用各种复合技术使两种或两种以上物理、化学及力学性能不同的金属在界面上实现牢固冶金结合而制备出的一种复合材料，广泛应用于航空航天、石油化工、军事、船舶等领域，其主要制备方法包括：爆炸复合法、轧制复合法、热压扩散法和沉积复合法。对于层状金属复合材料，层间结合强度是十分重要的性能指标。
[0003]而在层状金属复合材料制造领域，由于层状金属复合材料厚度方向的尺寸限制，测试层状金属复合材料层间结合强度是一个难点，目前评价层状金属复合材料结合强度的主要方法包括粘接拉伸法和剪切法，粘接拉伸法主要针对界面结合强度较低(须低于胶的粘接强度)的层状金属，但对于通过爆炸复合等方法制备的高界面结合强度的层状金属复合材料，该方法难以测试其界面结合强度；剪切法包括拉伸剪切和压缩剪切，一般可以测试层状金属复合材料的界面抗剪切强度，其试样易于加工，已得到广泛应用，但剪切强度并不能完全反映层状金属复合材料的层间结合强度。
[0004]为了有效评价层状金属复合材料的层间抗拉强度，需要设计一种简便的测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样及夹具。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术提供了一种用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样，该拉伸试样通过固定端、拉伸段以及过渡区组成，结构简单，能够直接通过对该拉伸试样进行拉伸试验获得对应层状金属复合材料的层间结合强度。
[0006]具体地，本技术采用以下技方案：
[0007]一种用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样，包括两端用于与夹具固定的固定端、中部用作标距部分的拉伸段以及连接所述固定端与所述拉伸段的过渡区；
[0008]所述拉伸段的中部为层状金属复合材料的结合界面。
[0009]进一步地，所述拉伸试样的过渡区为圆弧结构。
[0010]进一步地，所述拉伸试样的厚度大于宽度。
[0011]进一步地，所述拉伸试样的总长度小于10
㎜
。
[0012]进一步地，所述拉伸试样的厚度范围为2.2
㎜
～10
㎜
。
[0013]进一步地，所述拉伸段的表面粗糙度不超过0.4
㎜
。
[0014]此外，本技术还提供一种与上述拉伸试样适配的夹具，该夹具通过设置通孔区域，实现了与上述试样端部的固定，能够将该夹具与上述拉伸试样联合使用以进行拉伸试样，从而简便地获得对应层状金属复合材料的层间结合强度。
[0015]所述拉伸夹具上设置有一个形状与所述拉伸试样结合界面一端形状相同的通孔
区域以及一个用于和拉伸机相连的夹持结构；
[0016]所述通孔区域包括一位于所述拉伸夹具侧边上的开口槽，所述开口槽的形状与所述拉伸段的形状相同，用于夹持所述拉伸段，且通过所述开口槽能够将所述拉伸试样嵌入所述通孔区域。
[0017]进一步地，所述开口槽的长度的小于所述拉伸试样拉伸段二分之一的长度。
[0018]进一步地，所述通孔区域还包括固定槽；
[0019]所述固定槽的长度大于所述拉伸试样固定端的长度，用于夹持所述固定端。
[0020]进一步地，所述通孔区域还包括连接所述固定槽与所述开口槽的悬挂台；
[0021]所述悬挂台能够与所述拉伸试样过渡区的两侧面贴合。
[0022]有益效果：
[0023]1、本技术的用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样，其组成包括两端用于与夹具固定的固定端、中部用作标距部分的拉伸段以及连接固定端与拉伸段的过渡区，在拉伸段中部为层状金属材料的结合界面，试样结构简单，能够通过对该试样进行拉伸试验，简便地获得对应层状金属复合材料的层间结合强度。
[0024]2、本技术的用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样，其厚度大于宽度，可以避免试样在加工、装卡时发生折弯曲或断裂的破坏，而且，这也符合层状金属复合材料面内方向的尺寸大、厚度方向小的尺寸特征。
[0025]3、本技术的用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样，设计了由圆弧结构组成的过渡区，可以避免过渡区的应力集中，当层状金属复合材料的抗拉强度较高时，可以有效避免拉伸试样固定端及与之适配的拉伸夹具被破坏。
[0026]4、本技术的用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样，充分考虑到了层状金属结合强度在拉伸方向的尺寸限制，拉伸试样的总长度小于10
㎜
，从而构成了一个微小型试样，通过该微小型试样可以进行拉伸试验获得对应层状金属复合材料的层间结合强度。
[0027]5、本技术的用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样，其拉伸段的表面粗糙度不超过0.4
㎜
，从而在拉伸段与拉伸夹具贴合时可以大幅减小贴合处的摩擦力，提高层状金属复合材料层间结合强度测试精度。
[0028]6、本技术的用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸夹具，通过在金属主体上设置能够使拉伸试样端部嵌入的通孔区域，便能实现对拉伸试样进行垂直拉伸，夹具结构简单、紧凑。
[0029]7、本技术的用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸夹具，其固定槽的长度大于拉伸试样固定端的长度，一方面可以使拉伸试样易于装卡，另一方面可以增加该拉伸夹具的适用性，即可适当改变拉伸试样固定端的长度就可以使用该拉伸夹具，而不必重新加工拉伸夹具。
[0030]8、本技术的用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸夹具，开口槽的长度小于拉伸试样拉伸段二分之一的长度，因而在成对使用该夹具对拉伸试样两端的端部固定时，可以更方便地对拉伸试样进行装卡。
附图说明
[0031]图1为本技术实施例一提供的拉伸试样的三维结构示意图；
[0032]图2为本技术实施例二提供的一种拉伸夹具的三维结构示意图；
[0033]图3为本技术实施例二提供的另一种拉伸夹具的三维结构示意图；
[0034]图4为本技术实施例二提供的图1中的拉伸试样与图3中的拉伸夹具的装配状结构的示意图；
[0035]图5为本技术实施例三提供的一种钨－铜爆炸焊接复合板的拉伸试样的准静态拉伸曲线；
[0036]图6为本技术实施例三提供的一种冷喷涂镍/铝－铜复合材料的拉伸试样的准静态拉伸曲线；
[0037]图7为本技术实施例三提供的一种纯铜材料的拉伸试样的准静态拉伸曲线；
[0038]其中，1－固定端，2－拉伸段，3－结合界面，4－过渡区，5－开口槽，6－固定槽，7－悬挂台，8－固定销孔。
具体实施方式
[0039]下面结合附图并举实施例，对本技术进行详细描述。
[0040]实施例一：
[0041]本实施例提供了一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样，其特征在于，包括两端用于与夹具固定的固定端、中部用作标距部分的拉伸段以及连接所述固定端与所述拉伸段的过渡区；所述拉伸段的中部为层状金属复合材料的结合界面。2.如权利要求1所述的用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样，其特征在于，所述拉伸试样的过渡区为圆弧结构。3.如权利要求1所述的用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样，其特征在于，所述拉伸试样的厚度大于宽度。4.如权利要求3所述的用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样，其特征在于，所述拉伸试样的总长度小于10
㎜
。5.如权利要求3所述的用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样，其特征在于，所述拉伸试样的厚度范围为2.2
㎜
～10
㎜
。6.如权利要求1－5任一项所述的用于测试层状金属复合材料层间强度的拉伸试样，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏万，刘开源，周强，高鑫，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：新型
国别省市：