一种双轴拉剪/压剪静态与疲劳试验夹具制造技术

一种双轴拉剪/压剪静态与疲劳试验夹具，属于试验设备技术领域。本发明专利技术为了能够更好地测试材料的双轴拉剪/压剪性能。包括上夹具、下夹具及中夹具，所述中夹具用于夹持试验件上下两端，中夹具的上下两端分别安装在上夹具和下夹具上，所述上夹具和下夹具分别安装在双轴试验机上，上夹具和下夹具通过双轴试验机能够实现对试验件的单独预加载。本发明专利技术为上下部分结构，彼此独立，可以实现分别对两部分施加拉伸与剪切载荷，能够实现在拉伸/压缩载荷与剪切载荷的施加上可以根据实际情况实现任意比例的载荷施加，能够进行任意载荷比的双轴拉剪/压剪静态或疲劳试验。压剪静态或疲劳试验。压剪静态或疲劳试验。

【技术实现步骤摘要】
一种双轴拉剪/压剪静态与疲劳试验夹具


[0001]本专利技术属于试验设备
，具体涉及一种双轴拉剪/压剪静态与疲劳试验夹具。

技术介绍

[0002]纤维增强复合材料所构成的部件在实际使用过程中，往往同时承受双轴或多轴载荷工况，多轴载荷工况对于部件的性能提出了很高的要求，关于材料的多轴载荷试验也有许多学者研究，其中针对材料的面内拉伸
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剪切双轴试验，目前运用较多的为Arcan夹具。利用Arcan夹具可以实现对于待测试样的拉伸
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剪切载荷施加，从而达到测试材料拉伸
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剪切双轴比例加载的试验目的。Arcan夹具由上下两部分的盘形机构以及中间的固定夹块组成，盘形机构装配于万能试验机，试验机对盘形机构施加拉伸，通过中间的固定夹块将拉伸载荷分解为平面内的拉伸与剪切载荷作用于试验件。
[0003]不过现有双轴拉伸
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剪切试验夹具具有一定的局限性，如下所列：
[0004](1)、部件在实际工作过程中，受到的双轴载荷比并不一定是个定值，而Arcan夹具无法实现任意载荷比的双轴加载，这对于细致探索材料双轴载荷工况下的性能是不利的。
[0005](2)、部件在实际工作过程中，压缩与剪切载荷耦合作用的情况也时有发生，而拉伸与压缩主导的破坏机理并不相同，因此有必要对材料的压缩
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剪切性能进行研究，而现有Arcan夹具中心固定夹块采用的是螺栓固定，上下两部分盘形机构距离近且活动空间小，无法实现对材料的压缩
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剪切双轴试验测试。
[0006](3)、在部件实际工作过程中，存在某单轴载荷单独加载一段时间后，才出现双轴载荷耦合的情况，而现有Arcan夹具无法实现针对试验件某方向的单独预加载。
[0007](4)、多轴载荷工况往往伴随着高低周疲劳情况，而现有Arcan夹具无法实现针对试验件的双轴疲劳加载。

技术实现思路

[0008]本专利技术为了能够更好地测试材料的双轴拉剪/压剪性能，进而提供一种双轴拉剪/压剪静态与疲劳试验夹具，它能够灵活控制不同轴向的载荷施加，同时可以依据实际需要对试验件施加疲劳载荷，进行静态与疲劳试验，结构简单，稳定可靠，使用方便。
[0009]本专利技术所采取的技术方案是：一种双轴拉剪/压剪静态与疲劳试验夹具，包括上夹具、下夹具及中夹具，所述中夹具用于夹持试验件上下两端，中夹具的上下两端分别安装在上夹具和下夹具上，所述上夹具和下夹具分别安装在双轴试验机上，上夹具和下夹具通过双轴试验机能够实现对试验件的单独预加载。
[0010]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0011]1.本专利技术为上下部分结构，彼此独立，可以实现分别对两部分施加拉伸与剪切载荷，相较于现有夹具，本专利技术可以搭载于双轴万能试验机，能够实现在拉伸/压缩载荷与剪切载荷的施加上可以根据实际情况实现任意比例的载荷施加，能够进行任意载荷比的双轴
拉剪/压剪静态或疲劳试验。
[0012]2.本专利技术上下部分分别固定于直线滑块，直线滑块安装于直线导轨。直线导轨可以避免试验件屈曲现象的发生，能够进行纵向和横向压缩载荷的施加，从而实现对材料的压缩
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剪切试验的测试。
[0013]3.本专利技术的定位块能够保证纯剪切载荷的施加，同时在试验过程中保证试验件工作区的对中。
[0014]4.本专利技术上下部分彼此独立，可以单独对任意一部分施加载荷，实现试验前对试验件某方向的单独预加载。
[0015]5.本专利技术具有结构简单、稳定可靠、安装方便的特点。
附图说明
[0016]图1是本专利技术整体结构轴测图；
[0017]图2是图1的爆炸图；
[0018]图3是本专利技术的上端平台的轴测图；
[0019]图4是本专利技术的上固定盖板以及上定位块的轴测图；
[0020]图5是图4的爆炸图；
[0021]图6是本专利技术的下端平台的轴测图；
[0022]图7是本专利技术的下固定盖板以及下定位块的轴测图；
[0023]图8是图7的爆炸图；
[0024]图9是本专利技术的中夹具拉伸
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剪切载荷状态下的整体结构爆炸轴测图；
[0025]图10是本专利技术的中夹具压缩
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剪切载荷状态下的整体结构爆炸轴测图；
[0026]图11是本专利技术的楔形块的轴测图；
[0027]图12是本专利技术的楔形块的底部轴测图；
[0028]图13是本专利技术的箱体的轴测图；
[0029]其中：1、上夹持端；2、上端平台；3、上固定盖板；4、紧固螺栓一；5、上定位块；6、紧固螺栓二；7、上端直线滑块；8、上端直线导轨；9、紧固螺栓三；10、下端平台；11、下夹持端；12、紧固螺栓四；13、下固定盖板；14、下定位块；15、紧固螺栓五；16、紧固螺栓六；17、下端直线滑块；18、下端直线导轨；19、试验件；20、楔形块；21、夹持凹槽；22、紧固螺栓八；23、紧固螺母八；24、箱体；25、中心腔；26、定位通孔；27、定位销；28、安装通孔；29、限位凹槽一；30、螺纹孔二；31、连接通孔一；32、沉头通孔一；33、螺纹孔一；34、螺纹孔三；35、限位凹槽二；36、螺纹孔四；37、连接通孔二；38、沉头通孔二；39、螺纹孔五；40、螺纹孔六。
具体实施方式
[0030]为了更好地了解本专利技术的目的、结构及功能，下面结合附图，对本专利技术的做进一步详细的描述。
[0031]参照图1～13所示，一种双轴拉剪/压剪静态与疲劳试验夹具，包括上夹具、下夹具及中夹具，所述中夹具用于夹持试验件19上下两端，中夹具的上下两端分别安装在上夹具和下夹具上，所述上夹具和下夹具分别安装在双轴试验机上，上夹具和下夹具通过双轴试验机能够实现对试验件19的单独预加载。
[0032]本专利技术配套试验机为双作用筒双轴试验机，所述上夹具内设有竖向的上端直线导轨8，将上端直线导轨8固定于双轴试验机侧面平台，上夹具的载荷施加方向为竖向；所述下夹具内设有横向的下端直线导轨18，将下端直线导轨18固定于双轴试验机底部平台，下夹具的载荷施加方向为横向。
[0033]在特定情况下本专利技术夹具通过加装固定平台还可配合单轴试验机使用。
[0034]其中：
[0035]参照图1、图2、图9～13所示，所述中夹具包括四个楔形块20、多个紧固螺栓八22及多个紧固螺母八23；所述试验件19上下两端各由两个楔形块20夹持，并在每个楔形块20的夹持面上开设夹持凹槽21用以定位和固定试验件19，位于试验件19同一端的两个楔形块20通过两组紧固螺栓八22以及紧固螺母八23相互固定，位于试验件19同一端的两个楔形块20分布垂直装配于箱体24的中心腔25内，且该中心腔25为具有大小口的梯形腔，通过改变中心腔25大小口的朝向和对应楔形块20的上下插入位置实现拉伸
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剪切双轴载荷装配状态与压缩
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剪切双轴载荷装配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双轴拉剪/压剪静态与疲劳试验夹具，其特征在于：包括上夹具、下夹具及中夹具，所述中夹具用于夹持试验件(19)上下两端，中夹具的上下两端分别安装在上夹具和下夹具上，所述上夹具和下夹具分别安装在双轴试验机上，上夹具和下夹具通过双轴试验机能够实现对试验件(19)的单独预加载。2.根据权利要求1所述的一种双轴拉剪/压剪静态与疲劳试验夹具，其特征在于：所述上夹具内设有竖向的上端直线导轨(8)，将上端直线导轨(8)固定于双轴试验机侧面平台，上夹具的载荷施加方向为竖向；所述下夹具内设有横向的下端直线导轨(18)，将下端直线导轨(18)固定于双轴试验机底部平台，下夹具的载荷施加方向为横向。3.根据权利要求2所述的一种双轴拉剪/压剪静态与疲劳试验夹具，其特征在于：所述中夹具包括四个楔形块(20)、多个紧固螺栓八(22)及多个紧固螺母八(23)；所述试验件(19)上下两端各由两个楔形块(20)夹持，并在每个楔形块(20)的夹持面上开设夹持凹槽(21)用以定位和固定试验件(19)，位于试验件(19)同一端的两个楔形块(20)通过紧固螺栓八(22)以及紧固螺母八(23)相互固定，位于试验件(19)同一端的两个楔形块(20)分布垂直装配与箱体(24)的中心腔(25)内，且该中心腔(25)为具有大小口的梯形腔，通过改变中心腔(25)大小口的朝向和对应楔形块(20)的上下插入位置实现拉伸
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剪切双轴载荷装配状态与压缩
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剪切双轴载荷装配状态的相互转变。4.根据权利要求3所述的一种双轴拉剪/压剪静态与疲劳试验夹具，其特征在于：每个所述楔形块(20)在其夹持凹槽(21)的两侧平台上各开设四个定位通孔(26)，每个楔形块(20)在夹持凹槽(21)的背面两侧各开设一个螺栓安装槽，位于同一端的两个楔形块(20)的四个定位通孔(26)内一一对应安装四个定位销(27)，实现对两个楔形块(20)的相互定位，每个螺栓安装槽内均开设安装通孔(28)，紧固螺栓八(22)串接两个楔形块(20)的安装通孔(28)与紧固螺母八(23)螺接固定，此时，试验件(19)被固定于夹持凹槽(21)内。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴州，孙新杨，果立成，吴晓蓉，张莉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：