【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航天材料高温力学性能测试，尤其涉及一种适用于高破坏载荷陶瓷基复合材料的高温拉伸测试装置及方法。
技术介绍
1、陶瓷基复合材料作为一种典型的轻质、耐高温、高比强度材料，广泛应用于高超声速飞行器的前缘、热结构舱体、发动机耐热结构、翼舵结构等热防护系统结构中，因此需要对其基本的高温拉伸力学性能进行测试与表征。
2、对于板状试样的高温拉伸力学性能测试而言，采用y型肩部挂载方式实现力值的加载是最为常用的一种试验方法，但在实际测试过程中，发现该方法测试高破坏载荷的陶瓷基复合材料时存在一定的局限性。如cn108007769b记载了利用固定圆弧端面与试样过渡弧贴合的方式进行测试，保证低模量试样在升温过程中沿竖直方向自由膨胀，但对于陶瓷基复合材料来说，其加工精度较差，夹具采用固定圆弧端面与试样悬挂贴合时极易造成试样中轴线与力加载作用线发生偏转，影响测试精度。再如cn214844434u记载了采用可在圆孔内滑动的弧形垫块实现对试样的夹持，对试样加工精度要求较低。但当试样破坏载荷较大时，由于该夹具未对试样宽度面进行约束，容易造成肩部压溃式无效破坏，且弧形夹块相较于y型凹台来说试样拆卸更为困难，多为破坏式拆卸，无法保证试样的完整性，严重影响对测试后试样的进一步分析与研究，大破坏载荷时表现的尤为明显。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种适用于高破坏载荷陶瓷基复合材料的高温拉伸测试装置及方法，用以解决现有对陶瓷基复合材料测试精准度低及试样肩头易在高破坏载荷
2、一方面，本专利技术实施例提供了一种适用于高破坏载荷陶瓷基复合材料的高温拉伸测试装置，包括安装在试验机上的拉头组件、安装在拉头组件内的夹块组件；
3、其中，所述夹块组件包括圆弧夹块组和y型夹块组，所述圆弧夹块组包括弧形面及弦平面，所述圆弧夹块组通过弧形面滑动在拉头组件内；
4、其中，所述y型夹块组包括两个约束面，所述y型夹块组通过一约束面滑动在圆弧夹块组的弦平面上，所述y型夹块组通过另一约束面对试样肩头处的主传力面约束。
5、基于上述测试装置的进一步改进，所述圆弧夹块组包括第一圆弧夹块和第二圆弧夹块；
6、其中，所述第一圆弧夹块通过其弧形面可在拉头机构内滑动，所述第二圆弧夹块通过其弧形面可在拉头机构内滑动，且所述第一圆弧夹块和第二圆弧夹块不接触。
7、基于上述测试装置的进一步改进，所述y型夹块组包括第一y型夹块和第二y型夹块；
8、其中，所述第一y型夹块通过其一约束面滑动在第一圆弧夹块的弦平面上，通过其另一约束面对试样肩头处一侧的主传力面约束；
9、其中，第二y型夹块通过其一约束面滑动在第二圆弧夹块的弦平面上，通过其另一约束面对试样肩头处另一侧的主传力面约束；
10、其中，第一y型夹块和第二y型夹块不接触。
11、基于上述测试装置的进一步改进，在高破坏载荷、高温拉伸测试结束后，所述圆弧夹块组、y型夹块组与试样作为一个整体与拉头组件固定相接。
12、基于上述测试装置的进一步改进，所述拉头组件包括传力机构和拉头机构；
13、其中，所述传力机构与拉头机构可拆卸连接，用以将试验机的拉伸载荷传递至拉头机构；
14、其中，沿力加载方向，所述传力机构与拉头机构固定连接；
15、其中，所述夹块组件安装在拉头机构内，所述拉头机构用于将所述拉伸载荷传递至夹块组件，进而将拉伸载荷传递至试样。
16、基于上述测试装置的进一步改进，所述传力机构包括安装在试验机上的上连杆和下连杆，沿力加载方向，所述上连杆和下连杆分布在试样的两端，用以传递试验机的拉伸载荷。
17、基于上述测试装置的进一步改进，所述拉头机构包括上拉头和下拉头；
18、其中，所述上拉头安装在上连杆的下端，所述下拉头安装在下连杆的下端；
19、其中，所述上拉头和下拉头内均设有夹块组件，沿力加载方向，试样一端的试样肩头插入上拉头并安装在夹块组件内，试样另一端的试样肩头插入下拉头并安装在夹块组件内。
20、基于上述测试装置的进一步改进，还包括对中调节装置，用以对试样肩头处的约束面进行约束。
21、另一方面，本专利技术实施例提供了一种适用于高破坏载荷陶瓷基复合材料的高温拉伸测试方法，包括利用上述的拉伸测试装置进行拉伸测试；具体包括利用y型夹块组和圆弧夹块组对试样肩头处的主传力面进行约束；利用试验机带动拉伸组件进行试样高破坏载荷、高温拉伸测试；
22、其中，圆弧夹块组通过其弧形面滑动在拉头组件内，y型夹块组通过一约束面滑动在圆弧夹块组的弦平面上；
23、其中，y型夹块组通过其另一约束面对试样肩头处的主传力面约束。
24、基于上述方法的进一步改进，在拉伸测试结束后，沿力加载方向，向所述y型夹块组施力，将y型组件脱离圆弧夹块组件的约束，实现试样的释放。
25、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
26、1、本专利技术的y型夹块组和圆弧夹块组共同对试样肩头处的主传力面进行约束，以此，在高破坏载荷、高温拉伸测试过程中，试样肩头处的主传力面膨胀挤压在y型夹块组的一约束面上，并通过y型夹块组的另一约束面将该挤压的力传递至圆弧夹块组的弦平面上，且该挤压力垂直于弦平面，进而，在拉伸测试结束后，沿力加载方向，向y型夹块组施力，即可使得y型夹块组脱离圆弧夹块组的弦平面，以此可实现拆下拉伸试验后的试样，且不会损坏试样的完整性，有助于对测试后的试样进一步分析研究。
27、2、陶瓷基复合材料试样的加工精度较差，左右不对称时，圆弧夹块组可通过其弧形面在第一圆孔或第二圆孔的内壁上滑动，进而带动y型夹块移动，以调节第一y型夹块和第二y型夹块的空间位置，可实现针对任一尺寸试样肩头处的主传力面进行约束，以此，沿试样肩头处的主传力面方向，能够调整试样的对中性，提高了测试的精准性。
28、3、本专利技术通过y型夹块组件与圆弧夹块组件对试样肩头处的主传力面进行约束，通过对中调节装置对试样肩头的约束面进行约束，以及，沿试样肩头处的约束面方向，通过第一试样安装槽和第二试样安装槽对试样的平行测试段进行约束，以此，确保了试样在高破坏载荷、高温拉伸测试过程中的稳定性，同时实现了试样对中的多重保障，提高了测试精准性。
29、4、拉头机构前后的双对中调节装置可自适应试样厚度，保证不同厚度试样在厚度方向上的中心线与测试装置的中心线重合，提高测试精度。
30、5、拉头机构中的上、下拉头朝向互成90°，在拉伸过程中，拉头机构、夹块组件和试样的连接体可通过连接插销，在前后及左右方向上自由转动，具备对中调节功能，实现对中的双重保障，提高测试精度。
31、6、通过设置在传力机构上的应力调节装置，来消除传力机构产生的膨胀应力，避免传力机构的膨胀应力传递至拉头机构处，以此，降低了对拉伸测试结果的影响。
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【技术保护点】
1.一种适用于高破坏载荷陶瓷基复合材料的高温拉伸测试装置，其特征在于：包括安装在试验机上的拉头组件、安装在拉头组件内的夹块组件；
2.根据权利要求1所述的拉伸测试装置，其特征在于：所述圆弧夹块组包括第一圆弧夹块和第二圆弧夹块；
3.根据权利要求2所述的拉伸测试装置，其特征在于：所述Y型夹块组包括第一Y型夹块和第二Y型夹块；
4.根据权利要求1所述的拉伸测试装置，其特征在于：在高破坏载荷、高温拉伸测试结束后，所述圆弧夹块组、Y型夹块组与试样作为一个整体与拉头组件固定相接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的拉伸测试装置，其特征在于：所述拉头组件包括传力机构和拉头机构；
6.根据权利要求5所述的拉伸测试装置，其特征在于：所述传力机构包括安装在试验机上的上连杆和下连杆，沿力加载方向，所述上连杆和下连杆分布在试样的两端，用以传递试验机的拉伸载荷。
7.根据权利要求6所述的拉伸测试装置，其特征在于：所述拉头机构包括上拉头和下拉头；
8.根据权利要求1所述的拉伸测试装置，其特征在于：还包括对中调节装置，用以
9.一种适用于高破坏载荷陶瓷基复合材料的高温拉伸测试方法，其特征在于：包括利用权利要求1-8中任一项所述的拉伸测试装置进行拉伸测试；具体包括利用Y型夹块组和圆弧夹块组对试样肩头处的主传力面进行约束；利用试验机带动拉伸组件进行试样高破坏载荷、高温拉伸测试；
10.根据权利要求9所述的拉伸测试方法，其特征在于：在拉伸测试结束后，沿力加载方向，向所述Y型夹块组施力，将Y型组件脱离圆弧夹块组件的约束，实现试样的释放。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于高破坏载荷陶瓷基复合材料的高温拉伸测试装置，其特征在于：包括安装在试验机上的拉头组件、安装在拉头组件内的夹块组件；
2.根据权利要求1所述的拉伸测试装置，其特征在于：所述圆弧夹块组包括第一圆弧夹块和第二圆弧夹块；
3.根据权利要求2所述的拉伸测试装置，其特征在于：所述y型夹块组包括第一y型夹块和第二y型夹块；
4.根据权利要求1所述的拉伸测试装置，其特征在于：在高破坏载荷、高温拉伸测试结束后，所述圆弧夹块组、y型夹块组与试样作为一个整体与拉头组件固定相接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的拉伸测试装置，其特征在于：所述拉头组件包括传力机构和拉头机构；
6.根据权利要求5所述的拉伸测试装置，其特征在于：所述传力机构包括安装在试验机上的上连杆和下连杆...
【专利技术属性】
技术研发人员：焦大成，张碧，张蕾，张丽娟，李想，薛迪，王艳茹，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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