CN104677750B - 一种剪切测试装置及其操作方法 - Google Patents
一种剪切测试装置及其操作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104677750B CN104677750B CN201510053426.8A CN201510053426A CN104677750B CN 104677750 B CN104677750 B CN 104677750B CN 201510053426 A CN201510053426 A CN 201510053426A CN 104677750 B CN104677750 B CN 104677750B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fixture
- clamping face
- compact heap
- floating holder
- centering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000011017 operating method Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000012913 prioritisation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明公开了一种剪切测试装置及其操作方法；所述剪切测试装置包括夹具底座、导轨、活动夹具、固定夹具；两个导轨纵向并排固定在夹具底座上；活动夹具的两侧设有对称的凸台，凸台上开有通孔，活动夹具通过通孔套在导轨上；还包括中心对中块、第一对中板、第二对中板、楔形块、第一压紧块、第二压紧块、夹具调平板；中心对中块顶部设有与试验件V形缺口配合的凸起；第一对中板、第二对中板均为带有突出台阶的六面体方块；第一压紧块位于固定夹具上夹持面下方并与上夹持面连接；第二压紧块位于活动夹具上夹持面下方并与上夹持面连接。本发明可以保证剪切试验件沿厚度方向和长度方向的精确对中，并且装夹操作非常方便。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料力学测试领域，特别是涉及到一种剪切测试装置及其操作方法。
背景技术
复合材料具有高的比强度和比模量，因此是制造飞机结构的理想材料。复合材料的剪切性能是其重要的性能指标，是结构设计时的重要依据。因此，复合材料剪切性能测试的准确性与结构设计的可靠性直接相关。
目前，复合材料剪切性能测试方法主要有：薄壁圆管扭转试验、10°偏轴拉伸试验、±45°偏轴拉伸试验和Iosipescu（约赛佩斯库）剪切试验等。
薄壁圆管扭转试验将剪切载荷直接作用于复合材料，这种方法测得的剪切性能结果是理想的。但是由于薄壁圆管扭转试验件的加工制作难度大、成本高并且需要专门的测试加载设备，因此这种剪切测试方法的使用受到了限制。
10°偏轴拉伸试验和±45°偏轴拉伸试验采用普通的矩形拉伸试样，试样的结构简单并且试验时不需要专门的夹具。但是由于偏轴拉伸中存在拉剪耦合效应，试验区域不是纯剪切应力场，因此测试结果并不准确。同时，偏轴拉伸试验件的尺寸较大，增加了批量试验的成本。
如图1、图2所示，Iosipescu剪切试验采用具有双V形切口的板状试验件和一种名为“Wyoming”的试验夹具。试验研究与理论分析表明，该方法可以在试验件两V形切口之间的区域产生均匀的纯剪切应力场。因此，使用这种方法可以较为准确的测得复合材料的剪切性能。同时，双V形切口试验件的尺寸较小，降低了复合材料剪切性能的测试成本。该方法所得测试结果的准确性依赖于“Wyoming”试验夹具的可靠性。在复合材料V形切口剪切性能试验标准ASTM D5379中公开的剪切测试装置只是在原理上满足了Iosipescu剪切试验的要求，在实际使用中发现这种剪切装置存在着诸多不足，例如：难以保证试验件的可靠对中并且装置的对中速度较慢，装置的装夹操作也不方便等。有研究人员（Melin L N,Neumeister J M. Measuring constitutive shear behavior of orthotropiccomposites and evaluation of the modified Iosipescu test[J]. CompositeStructures, 2006,76(1–2):106-115.）对ASTM D5379标准建议的夹具进行了一定程度上的优化设计，期望解决试验中存在的问题，但是其优化方案比较复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种可以保证剪切试验件沿厚度方向和长度方向的精确对中并且试验件的装夹操作也非常方便的剪切测试装置。本发明的剪切测试装置结构简单、操作方便。
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种剪切测试装置，包括夹具底座、导轨、活动夹具、固定夹具；所述固定夹具固定在夹具底座上；其特征在于：所述两个导轨纵向并排固定在夹具底座上，活动夹具两侧设有对称的凸台，凸台上开有与导轨相配合的通孔，活动夹具通过通孔套在导轨上；还包括中心对中块、第一对中板、第二对中板、楔形块、第一压紧块、第二压紧块、夹具调平板；所述中心对中块顶部设有与试验件V形缺口配合的凸起；所述第一对中板、第二对中板均为带有突出台阶的六面体方块；所述第一压紧块位于固定夹具上夹持面下方，第一压紧块通过第一夹紧螺栓与固定夹具上夹持面连接；所述第二压紧块位于活动夹具上夹持面下方，第二压紧块通过第二夹紧螺栓与活动夹具上夹持面连接。
作为改进，第一对中板、第二对中板、夹具调平板、中心对中块均具有磁性。
作为改进，所述凸台为两对。
作为改进，所述导轨为圆柱形。
本发明的另一个目的在于提供以上所述剪切测试装置的操作方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、将夹具调平板放到活动夹具和固定夹具的下夹持面上，保证活动夹具和固定夹具的下夹持面相互对齐；
步骤2、将楔形块放入活动夹具下方，对活动夹具进行支撑，然后将夹具调平板卸下；
步骤3、将第一对中板放到固定夹具的下夹持面上，将第二对中板放到活动夹具的下夹持面上；
步骤4、将双V形切口试验件放到活动夹具和固定夹具的下夹持面上，通过中心对中块调整双V形切口试验件的位置，使其沿长度方向对中；
步骤5、旋紧第一夹紧螺栓和第二夹紧螺栓，使第一压紧块和第二压紧块向下移动并压紧双V形切口试验件；
步骤6、将中心对中块与楔形块卸下；
步骤7、将剪切测试装置安装到试验机上便可进行剪切试验。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明中使用了中心对中块，改善了沿试验件长度方向的对中性能并且不受试验件长度的影响。
（2）本发明使用了磁性对中板，通过设计合适尺寸的对中板可以使剪切试验件沿厚度方向对中。对于不同厚度的试验件，更换相应合适尺寸的对中板即可完成沿试验件沿厚度方向的对中，无需对剪切试验装置的主体部分进行修改，扩大了剪切测试装置的使用范围，降低了测试成本。同时，由于对中板具有磁性，可以直接吸附到固定夹具和活动夹具上对试验件进行对中，无需对对中板进行额外的支撑，简化了夹具的结构并使夹具的操作变得更方便。
（3）本发明使用了楔形块和夹具调平板，可以保证活动夹具与固定夹具下夹持面的对齐，由于夹具调平板也具有磁性，因此通过磁性吸附的辅助作用可以使夹具下夹持面的对齐操作变得更方便。楔形块在一定范围内可以连续的调节活动夹具的高度，因此即使活动夹具的高度尺寸发生了变化，使用楔形块进行轻微的调整即可进行试验而无需对夹具进行修复。
附图说明
图1为现有技术中双V形切口试验件的结构示意图；
图2为现有技术中ASTM D5379中公开的剪切测试装置的结构示意图；
图3为本发明的中心对中块的结构示意图；
图4为本发明的对中板的结构示意图；
图5为本发明的楔形块的结构示意图；
图6为本发明在使用夹具调平板时的正视图；
图7为本发明在对双V形试验件对中时的正视图；
图中：1-双V形试验件、2-中心对中块、3-第一对中板、4-第二对中板、5-楔形块、6-夹具底座、7-活动夹具、8-导轨、9-加载头、10-夹紧螺栓、11-固定夹具、12-第一压紧块、13-第二压紧块、14-夹具调平板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细说明。
如图1至7所示，本发明剪切测试装置，包括加载头、夹具底座6、导轨8、活动夹具7、固定夹具11；所述加载头固定在活动夹具7顶部；所述导轨8为圆柱形；所述夹具底座6上开有矩形槽和圆形孔，矩形槽用于安装固定夹具11，圆形孔用于安装导轨8；所述固定夹具11底部开有一对螺纹孔，可通过螺栓与夹具底座6的矩形槽相连，固定夹具11的顶部开有一个螺纹孔，用于安装第一夹紧螺栓9；两个导轨8通过螺栓纵向并排固定在圆形孔中；所述活动夹具7顶部开有一个螺纹孔，用于安装第二夹紧螺栓10，活动夹具7的两侧设有对称的凸台，凸台为两对，凸台上开有圆形通孔，圆形通孔可以与导轨8配合，活动夹具7通过圆形通孔套在导轨8上，活动夹具7可沿导轨8的长度方向移动；还包括中心对中块2、第一对中板3、第二对中板4、楔形块5、夹具调平板14、第一压紧块12、第二压紧块13；所述中心对中块2顶部设有与试验件V形缺口配合的凸起；所述楔形块5顶部为斜面，在一定范围内可以连续地调整活动夹具7的高度；所述第一对中板3、第二对中板4均为带有突出台阶的六面体方块；所述第一压紧块12、第二压紧块13均为六面体方块，顶部开有盲孔；固定夹具11、活动夹具7顶部均开有螺纹孔；所述第一压紧块12位于固定夹具11上夹持面下方，第一压紧块12通过第一夹紧螺栓9连接固定夹具11的上夹持面；所述第二压紧块13位于活动夹具7上夹持面下方，第二压紧块13通过第二夹紧螺栓10与活动夹具7的上夹持面连接；所述第一对中板3、第二对中板4、夹具调平板14、中心对中块2均具有磁性。
本发明剪切测试装置的操作方法包括以下步骤：
步骤1、如图6所示，将夹具调平板14吸附到活动夹具7和固定夹具11上，保证活动夹具7和固定夹具11的下夹持面相互对齐；
步骤2、如图6所示，将楔形块5放入活动夹具7下方对活动夹具7进行支撑，然后将夹具调平板14卸下；
步骤3、如图7所示，将第一对中板3吸附到固定夹具11的下夹持面上，将第二对中板4吸附到活动夹具7的下夹持面上；
步骤4、将双V形切口试验件1安装到活动夹具7和固定夹具11的下夹持面上，通过中心对中块2调整双V形切口试验件1的位置，使其沿长度方向对中，通过第一对中板3和第二对中板4的限位作用，完成了双V形切口试验件1沿试验件沿厚度方向的对中；
步骤5、旋紧第一夹紧螺栓9和第二夹紧螺栓10，使第一压紧块12和第二压紧块13向下移动并压紧双V形切口试验件1；
步骤6、将中心对中块2与楔形块5从剪切测试装置上卸下；
步骤7、将剪切测试装置安装到试验机上便可进行复合材料的剪切试验。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种剪切测试装置，包括夹具底座（6）、活动夹具（7）、导轨（8）、固定夹具（11）；所述固定夹具（11）固定在夹具底座（6）上；其特征在于：所述两个导轨（8）纵向并排固定在夹具底座（6）上，活动夹具（7）的两侧设有对称的凸台，凸台上开有与导轨（8）相配合的通孔，活动夹具（7）通过通孔套在导轨（8）上；还包括中心对中块（2）、第一对中板（3）、第二对中板（4）、楔形块（5）、第一压紧块（12）、第二压紧块（13）、夹具调平板（14）；所述中心对中块（2）顶部设有与试验件V形缺口配合的凸起；所述第一对中板（3）、第二对中板（4）均为带有突出台阶的六面体方块；所述第一压紧块（12）位于固定夹具（11）上夹持面下方，第一压紧块（12）通过第一夹紧螺栓（9）与固定夹具（11）上夹持面连接；所述第二压紧块（13）位于活动夹具（7）上夹持面下方，第二压紧块（13）通过第二夹紧螺栓（10）与活动夹具（7）上夹持面连接；所述第一对中板（3）、第二对中板（4）、夹具调平板（14）、中心对中块（2）均具有磁性。
2.根据权利要求1所述剪切测试装置的操作方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、将夹具调平板（14）放到活动夹具（7）和固定夹具（11）的下夹持面上，保证活动夹具（7）和固定夹具（11）的下夹持面相互对齐；
步骤2、将楔形块（5）放入活动夹具（7）下方，对活动夹具（7）进行支撑，然后将夹具调平板（14）卸下；
步骤3、将第一对中板（3）放到固定夹具（11）的下夹持面上，将第二对中板（4）放到活动夹具（7）的下夹持面上；
步骤4、将双V形切口试验件（1）安装到活动夹具（7）和固定夹具（11）的下夹持面上，通过中心对中块（2）调整双V形切口试验件（1）的位置，使其沿长度方向对中；
步骤5、旋紧第一夹紧螺栓(9)和第二夹紧螺栓（10），使第一压紧块（12）和第二压紧块（13）向下移动并压紧双V形切口试验件(1)；
步骤6、将中心对中块（2）与楔形块（5）卸下；
步骤7、将剪切测试装置安装到试验机上进行剪切试验。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510053426.8A CN104677750B (zh) | 2015-02-02 | 2015-02-02 | 一种剪切测试装置及其操作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510053426.8A CN104677750B (zh) | 2015-02-02 | 2015-02-02 | 一种剪切测试装置及其操作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104677750A CN104677750A (zh) | 2015-06-03 |
| CN104677750B true CN104677750B (zh) | 2017-11-24 |
Family
ID=53313101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510053426.8A Active CN104677750B (zh) | 2015-02-02 | 2015-02-02 | 一种剪切测试装置及其操作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104677750B (zh) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105223086B (zh) * | 2015-09-22 | 2018-09-21 | 河南航天精工制造有限公司 | 一种工件剪切试验夹具及试验机 |
| CN105259111B (zh) * | 2015-10-30 | 2019-11-29 | 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 | 新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置 |
| CN105388052B (zh) * | 2015-10-30 | 2017-11-24 | 浙江大学 | 用于pent实验的切口制样装置 |
| CN105628496A (zh) * | 2016-03-22 | 2016-06-01 | 北京航空航天大学 | 一种用于复合材料参数识别的多功能剪切试验夹具 |
| CN105842084A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-08-10 | 北京交通大学 | 木材顺纹方向纯剪强度的测量装置 |
| CN107063853B (zh) * | 2017-06-16 | 2023-08-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于v型缺口梁试样剪切性能试验的卡具 |
| CN109100215B (zh) * | 2018-07-17 | 2020-11-03 | 南京航空航天大学 | 一种用于拉扭材料试验机夹具的对中装置和对中方法 |
| CN109238837B (zh) * | 2018-07-27 | 2023-11-21 | 中国科学院金属研究所 | 一种剪切夹具及应用它的材料剪切性能和变形量测定方法 |
| CN110208094A (zh) * | 2019-06-30 | 2019-09-06 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 热模拟样品的拉伸性能测试装置及测试方法 |
| CN110595916A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-20 | 燕山大学 | 一种板材剪切试验装置 |
| CN110672408B (zh) * | 2019-10-15 | 2022-03-15 | 常州达姆斯检测技术有限公司 | 测剪切强度用自动液压夹具 |
| CN110567810B (zh) * | 2019-10-28 | 2022-07-12 | 山东大庚工程材料科技有限公司 | 一种钢塑格栅拉伸检测装置 |
| CN112798406B (zh) * | 2019-11-14 | 2022-08-23 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 复合材料剪切性能测试的夹具 |
| CN111965047B (zh) * | 2020-07-07 | 2021-11-09 | 南京航空航天大学 | 一种复合材料层间剪切测试装置及其操作方法 |
| CN115266432B (zh) * | 2022-08-17 | 2024-07-09 | 哈尔滨工业大学 | 基于多轴疲劳试验机的棒状试件湿热-剪扭耦合试验装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204630851U (zh) * | 2015-02-02 | 2015-09-09 | 南京航空航天大学 | 一种剪切测试装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5033309A (en) * | 1988-11-18 | 1991-07-23 | The Commonwealth Of Australia | Apparatus for measuring shear stress and strain characteristics of adhesives |
| FR2661000B1 (fr) * | 1990-04-12 | 1992-08-07 | Aerospatiale | Machine d'essais d'eprouvettes en cisaillement. |
| FR2733048B1 (fr) * | 1995-04-12 | 1997-05-16 | Snecma | Dispositif de mesure de deformations d'une eprouvette soumise a un essai de cisaillement |
| US7568397B2 (en) * | 2007-03-02 | 2009-08-04 | Bridgestone Firestone North American Tire, Llc | Magnetic stability for test fixture |
| WO2014090298A1 (de) * | 2012-12-12 | 2014-06-19 | Ima Materialforschung Und Anwendungstechnik Gmbh | Schubprüfvorrichtung zur mechanischen werkstoffprüfung |
-
2015
- 2015-02-02 CN CN201510053426.8A patent/CN104677750B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204630851U (zh) * | 2015-02-02 | 2015-09-09 | 南京航空航天大学 | 一种剪切测试装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104677750A (zh) | 2015-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104677750B (zh) | 一种剪切测试装置及其操作方法 | |
| CN204630851U (zh) | 一种剪切测试装置 | |
| CN204556480U (zh) | 一种测试涂层试件结合强度的试验装置 | |
| CN104764692A (zh) | 一种测试涂层试件结合强度的试验装置 | |
| CN208833608U (zh) | 复合材料面内剪切试验装置 | |
| CN107063853B (zh) | 一种用于v型缺口梁试样剪切性能试验的卡具 | |
| CN101294947B (zh) | 获得差厚激光拼焊板平面极限应变的试验装置及方法 | |
| CN109443952A (zh) | 一种t型接头剪切试验装置 | |
| CN102841021A (zh) | 纤维沥青混合料低温劈裂试验装置 | |
| CN202757847U (zh) | 一种密封胶的剪切强度的试样模具机构 | |
| CN203396639U (zh) | 测试木材顺纹抗剪强度用夹具 | |
| CN205080003U (zh) | 生物软组织的力学特性测试仪 | |
| CN109163975B (zh) | 一种岩石双轴拉伸实验装置及其应用方法 | |
| CN104062231B (zh) | 一种用于测试纤维复合材料层间剪切强度的设备与方法 | |
| US11977055B2 (en) | Guide for compression test having support members moveable in a loading direction | |
| CN112345340A (zh) | 一种用于圆柱形岩石试样的可控角度裂隙面生成装置 | |
| CN207066861U (zh) | 一种用于v型缺口梁试样剪切性能试验的卡具 | |
| CN215339228U (zh) | 一种抗剪测试夹具 | |
| CN103364268B (zh) | 一种拉力机夹具 | |
| CN113155657A (zh) | 一种用于复合材料曲梁静压痕的试验装置 | |
| CN219957162U (zh) | 一种粘接试验样成品件检测装置 | |
| CN216669511U (zh) | 一种用于测试复合材料剪切性能的夹具 | |
| CN218036195U (zh) | 一种混合加载下橡胶材料的疲劳裂纹扩展实验装置 | |
| CN220819640U (zh) | 一种改进的纤维混凝土剪切试验夹具 | |
| CN220154114U (zh) | 落球试验夹具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |