CN103234829A - 一种材料间结合面的抗剪切强度的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种材料间结合面的抗剪切强度的测试方法。这种方法能够考核材料间结合面的真实抗剪切强度，可以在各种万能材料试验机上方便地实施。利用一种材料间结合面的抗剪切强度的测试方法对材料间结合面的抗剪切强度进行测试，能够避免由于测试过程中对所制备的试样两端所施加的拉力不同中心，对材料的结合面带来附加弯矩的情况出现，从而保证了材料间结合面抗剪切强度测试结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种材料间结合面的抗剪切强度的测试方法。这种方法能够考核材料间结合面的真实抗剪切强度，可以在各种万能材料试验机上方便地实施。利用一种材料间结合面的抗剪切强度的测试方法对材料间结合面的抗剪切强度进行测试，能够避免由于测试过程中对所制备的试样两端所施加的拉力不同中心，对材料的结合面带来附加弯矩的情况出现，从而保证了材料间结合面抗剪切强度测试结果的准确性。
技术背景
已经公开的材料间结合面的抗剪切强度的测试方法是：首先，将上下两块材料的各一部分搭接在一起，并利用一些加工手段使之结合形成一个材料间结合面。然后，用材料试验机的上、下两个装卡头分别卡住两块材料的未搭接部分。最后，按着设定的速度对试样施加拉力，直到材料间结合面的结合被破坏。此时材料试验机所记录的最高拉力值，除以测得的材料间结合面的面积，就被认为是材料间结合面的抗剪切强度。
已有的材料间结合面的抗剪切强度的测试方法存在弊端：由于两块材料都有一定的厚度，两块材料的未搭接部分中心必然不同中心。如果材料试验机的上、下两个装卡头对两块材料的未搭接部分所施加的拉力作用于两块材料各自的中心线上，就会在对材料的结合面产生剪切力的同时，在材料的结合面处带来一个附加力矩。该力矩的最大值为：材料间结合面破坏时的最高拉力值与两块材料的中心距的乘积。两块材料的厚度越大，两者间的中心距越大，附加力矩的最大值就越大。
附加力矩将会使两块材料的结合面发生一定的转向，使这一结合面偏离与拉力平行的方向，影响到两块材料的结合面的实际受力情况。因而，这样种情况下，两块材料的结合面最终破坏时，同时受到剪切和拉伸两种作用，所测得的并不是两块材料的结合面的真实抗剪切强度。
如果两块材料的材质不变，厚度越小，附加力矩所造成的转向角度越大，剪切作用力减小，拉伸作用力增加，最终测得的剪切强度的影响因素变得复杂，会偏离两块材料的结合面的真实抗剪切强度。
如果两块材料的厚度不变，改变材质，则材料的弹性模量越小，附加力矩所造成的转向角度越大，剪切作用力减小，拉伸作用力增加，最终所测得的剪切强度的影响因素变得复杂，也会偏离两块材料的结合面的真实抗剪切强度。
材料间结合面的有效宽度越小，附加力矩所造成的转向角度越大，剪切作用力减小，拉伸作用力增加，最终所测得的剪切强度的影响因素变得复杂，也会偏离两块材料的结合面的真实抗剪切强度。
目前，激光焊接、超声波焊接等材料加工高新技术应用越来越广泛，急需一种准确的、可靠的、不受非材料加工因素影响的材料间结合强度测试方法。
发明内容
为了克服现有此类方法测得的剪切强度数据偏离两块材料的结合面的真实抗剪切强度的问题，本发明的任务是提出一种新的两块材料的结合面的真实抗剪切强度测试方法，利用该方法，能够保证测试得到的剪切强度数据最大限度接近地接近两块材料的结合面的真实抗剪切强度。
按本发明，该任务通过一种具有权利要求1所述特征的一种材料间结合面的抗剪切强度的测试方法得到解决。其它有利的方案可以从从属权利要求中得到解决。
按照本发明所提供的解决方案是：一种材料间结合面的抗剪切强度的测试方法，是把背景技术的两块材料、一个搭接结合面的试样制备方法，改变为四块材料、四个搭接结合面的试样制备方法。万能材料试验机的上、下两个装卡头卡住两块同一中心线的材料，避免了在材料的结合面处带来附加力矩的现象，能够保证测试得到的剪切强度数据最大限度地接近两块材料的结合面的真实抗剪切强度。
附图说明
下面借助于在附图中示出的实施例对本发明进行详细解释。本发明的其他特征可以从以下对本发明的实施例所做的说明中结合权利要求和附图来获得。
附图是本发明实施例的剖切图。
具体实施方式
在附图中，上端拉力（1）作用于上端材料（2）上，下端拉力（5）作用于下端材料（4）上，上端材料（2）的下端与下端材料（4）的上端相对，两侧材料（3）通过四个结合面（6），把上端材料（2）与下端材料（4）连接起来。
在材料试验机上，上端拉力（1）通过上端材料（2）、下端拉力（5）通过下端材料（4）把拉力传递给四个结合面（6）。此时，四个结合面（6）同时受到纯剪切力作用。
当拉力上升到某一个极限值时，四个结合面当中的某一个会率先发生纯剪切破坏。此时，与材料试验机相连的设备会记录下这一最大拉力值F。
经测量可得到破坏的结合面面积S，则被破坏的结合面的真实剪切强度可以通过最大拉力与两倍的被破坏的结合面面积之比得到。
Claims (2)
1.一种材料间结合面的抗剪切强度的测试方法，是为解决已有的材料间结合面的抗剪切强度的测试方法其测试结果受附加力矩影响问题而设计的，不同于已有技术之处在于试样的形式，由两片材料、一个结合面改变成四片材料、四个结合面，万能材料试验机的上、下两个装卡头分别卡住处于同一中心线上的上、下两块材料，避免了在材料的结合面处带来附加力矩的现象，所有的四个材料间结合面所受到的都是纯剪切力作用，能够保证测试得到的剪切强度数据最大限度地接近两块材料的结合面的真实抗剪切强度，其特征是：上端拉力（1）作用于上端材料（2）上，下端拉力（5）作用于下端材料（4）上，上端材料（2）的下端与下端材料（4）的上端相对，两侧材料（3）通过四个结合面（6），把上端材料（2）与下端材料（4）连接起来，在材料试验机上，上端拉力（1）通过上端材料（2）、下端拉力（5）通过下端材料（4）把拉力传递给四个结合面（6），四个结合面（6）同时受到纯剪切力作用。
2.按权利要求1所述的一种材料间结合面的抗剪切强度的测试方法，其特征是：当拉力上升到某一个极限值时，四个结合面（6）当中的某一个会率先发生纯剪切破坏，此时，与材料试验机相连的设备会记录下这一最大拉力值F，测量可得到被破坏的结合面面积S，则被破坏面的真实剪切强度可以通过最大拉力与两倍的被破坏的接合面面积之比得到。
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