【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于测量碳纤维复合材料大曲率试验的弯曲试验夹具，涉及复合材料力学性能测试领域。
技术介绍
1、高应变复合材料是指一类纤维复合材料，设计用于在弯曲应变大于1％的情况下工作，这些材料制成的结构通过依赖这些材料以大曲率折叠的机制实现收纳。由于其承受大应变的能力、重量轻以及不依赖外部机械部件的自主部署能力，高应变复合材料在太空领域应用潜力十分大，例如大型可展开天线，可展太阳能电池阵列等。由于高应变复合材料依靠弯曲作为主要变形模式，因此对其弯曲性能的测试是多种可展开结构的整体要求。
2、然而测量碳纤维复合材料弯曲响应所使用弯曲试验夹具存在一些问题：简单垂直试验夹具无法避免重力引起的水平横向载荷影响，使试样在大倾角处产生剪切应变；压板试验夹具无法保证纯弯曲力矩作用在平面和曲面之间的过渡点处；大变形四点弯曲试验夹具则在某些情况下，夹紧试验件边缘会导致某些区域应力集中，进而失效。
3、柱弯曲试验夹具则结合了压盘试验夹具和大变形四点弯曲试验夹具的特点，可以提供纯弯曲应力条件下，以确定超薄碳纤维层压板的弯曲刚度和失效参数，还可以评估材料非线性和渐进失效行为。而目前夹具重量、夹具与试验件的长度比对结果的影响依旧存在，因此，仍然需要对该试验夹具进行设计，尽量避免试验结果受到影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对上述技术的缺陷，提出一种用于测量碳纤维复合材料大曲率试验的弯曲试验夹具，用于柱弯曲试验中试样的有效夹持，为研究材料在纯弯曲条件下的弯曲刚度和失效参
2、为实现以上
技术实现思路
，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种用于测量碳纤维复合材料大曲率试验的弯曲试验夹具，包括上夹具、下夹具，试验件夹持部件，试验机连接件，连接杆；所述上夹具、下夹具上均开设有供连接杆进入的中间加工孔，所述上夹具、下夹具通过连接杆与试验机连接件相连，为保证将试验机单向位移载荷转变成转角，所述中间加工孔中安装轴承；待测试样件设置于上夹具、下夹具之间，所述上夹具、下夹具与所述试验件夹持部件相连；所述上夹具、下夹具与试验件夹持过程中使用定位块进行定位，实现试验件夹持后的沿轴居中。
4、进一步地，所述上夹具、下夹具整体形状为纺锤型；所述上夹具、下夹具均加工有四个螺纹孔，可通过螺栓与所述试验件夹持部件连接，进而固定试验件。
5、进一步地，所述上夹具，下夹具的中间加工孔中的轴承选用相同尺寸的滚珠轴承，降低纵向位移转换为转角时的摩擦力；连接杆径向尺寸与滚珠轴承内径相同；所述上夹具、下夹具为聚乳酸(pla)塑料材质。
6、进一步地，所述试验件夹持部件在与上夹具，下夹具连接后为纺锤形状；所述试验件夹持部件与夹具臂连接后为试验件提供不为0的初始角度；在所述试验件夹持部件连接后使夹具整体重心与转轴重合；所述试验件夹持部分同样使用与夹具相同的聚乳酸(pla)塑料材质。
7、进一步地，所述试验机连接件与单轴试验机通过螺丝相连接，试验机连接件上半部分与试验机移动端相连，试验机连接件下半部分与试验机固定端相连；试验机连接件预留空间保证夹具可旋转90°，不发生干涉；所述试验机连接件可根据不同的单轴试验机更换适合的连接方式；所述试验机连接件材质可选择铝合金或者聚乳酸(pla)塑料。
8、进一步地，所述试验件材料为树脂基碳纤维复合材料，整体构型为长方形，可根据需求设计不同铺层角度。
9、较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1.夹具通过设计将重心位置与转轴位置重合，从而将重力所导致试样发生剪切变形降至最小，保证测试结果的准确性；2、结构简单，装夹方便；3、可通过更换试验机连接部件来适配各种试验机器。
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1.一种用于测量碳纤维复合材料大曲率试验的弯曲试验夹具，其特征在于：包括上夹具(1)、下夹具(2)、试验件夹持部件(3)、试验机连接件(4)和连接杆(5)；所述上夹具(1)、下夹具(2)上均开设有供连接杆(5)进入的中间加工孔，所述上夹具(1)、下夹具(2)通过连接杆与试验机连接件相连，上夹具(1)与下夹具(2)中间加工孔中安装轴承；待测试样件设置于上夹具(1)、下夹具(2)之间，所述上夹具(1)、下夹具(2)与所述试验件夹持部件(3)相连；所述上夹具(1)、下夹具(2)与试验件夹持过程中使用定位块(7)进行定位，实现试验件夹持后的沿轴居中。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量碳纤维复合材料大曲率试验的弯曲试验夹具，其特征在于：所述上夹具(1)、下夹具(2)整体形状为纺锤型；所述上夹具(1)、下夹具(2)均加工有四个螺纹孔，可通过螺栓与所述试验件夹持部件(3)连接，进而固定试验件。
3.根据权利要求1所述的一种用于测量碳纤维复合材料大曲率试验的弯曲试验夹具，其特征在于：所述上夹具(1)，下夹具(2)的中间加工孔中的轴承选用相同尺寸滚珠轴承，降低纵向位移转
4.根据权利要求1所述的一种用于测量碳纤维复合材料大曲率试验的弯曲试验夹具，其特征在于：所述试验件夹持部件(3)在与上夹具(1)，下夹具(2)连接后为纺锤形状；所述试验件夹持部件(3)与夹具臂连接后为试验件提供不为0的初始角度；在所述试验件夹持部件(3)连接后使夹具整体重心与转轴重合。
5.根据权利要求1所述的一种用于测量碳纤维复合材料大曲率试验的弯曲试验夹具，其特征在于：所述上夹具(1)、下夹具(2)为聚乳酸(PLA)塑料材质；所述试验件夹持部分(3)同样使用与夹具相同的聚乳酸(PLA)塑料材质。
6.根据权利要求1所述的所述的一种用于测量碳纤维复合材料大曲率试验的弯曲试验夹具，其特征在于：所述试验机连接件(4)通过螺丝与单轴试验机相连接，试验机连接件上半部分与试验机移动端相连，试验机连接件(4)下半部分与试验机固定端相连；试验机连接件(4)预留空间保证夹具臂可旋转90°，不发生干涉；所述试验机连接件(4)可根据不同的单轴试验机更换适合的连接方式；所述试验机连接件(4)材质可选择铝合金或者聚乳酸(PLA)塑料。
7.根据权利要求1所述的所述的一种用于测量碳纤维复合材料大曲率试验的弯曲试验夹具，其特征在于：所述试验机连接件(4)材质可选择铝合金或者聚乳酸(PLA)塑料。
8.根据权利要求1所述的所述的一种用于测量碳纤维复合材料大曲率试验的弯曲试验夹具，其特征在于：所述试验件材料为树脂基碳纤维复合材料，整体构型为长方形，根据需求设计不同铺层角度。
...【技术特征摘要】
1.一种用于测量碳纤维复合材料大曲率试验的弯曲试验夹具，其特征在于：包括上夹具(1)、下夹具(2)、试验件夹持部件(3)、试验机连接件(4)和连接杆(5)；所述上夹具(1)、下夹具(2)上均开设有供连接杆(5)进入的中间加工孔，所述上夹具(1)、下夹具(2)通过连接杆与试验机连接件相连，上夹具(1)与下夹具(2)中间加工孔中安装轴承；待测试样件设置于上夹具(1)、下夹具(2)之间，所述上夹具(1)、下夹具(2)与所述试验件夹持部件(3)相连；所述上夹具(1)、下夹具(2)与试验件夹持过程中使用定位块(7)进行定位，实现试验件夹持后的沿轴居中。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量碳纤维复合材料大曲率试验的弯曲试验夹具，其特征在于：所述上夹具(1)、下夹具(2)整体形状为纺锤型；所述上夹具(1)、下夹具(2)均加工有四个螺纹孔，可通过螺栓与所述试验件夹持部件(3)连接，进而固定试验件。
3.根据权利要求1所述的一种用于测量碳纤维复合材料大曲率试验的弯曲试验夹具，其特征在于：所述上夹具(1)，下夹具(2)的中间加工孔中的轴承选用相同尺寸滚珠轴承，降低纵向位移转换为转角时的摩擦力；连接杆(5)径向尺寸与滚珠轴承内径相同。
4.根据权利要求1所述的一种用于测量碳纤维复合材料大曲率试验的弯曲试验夹具，其特征在于：所述试验件夹持部件(3)在与上夹具...
【专利技术属性】
技术研发人员：任明法，任中杰，刘雁鹏，何景轩，祖磊，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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