CN104792610A - 碳纤维复合材料管道试件夹持装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳纤维复合材料管道试件夹持装置。在碳纤维复合材料管道试件的两端分别安装有圆柱形金属盖头，其大端直径与碳纤维复合材料管道试件两端的外径相同，其小端分别置入各自碳纤维复合材料管道试件孔内，用胶水粘结；金属销轴贯穿在各自碳纤维复合材料管道试件和圆柱形金属盖头小端连成一体，金属销轴中心线与碳纤维复合材料管道试件中心线相互垂直，碳纤维复合材料管道试件中部试验段外径小于碳纤维复合材料管道试件两端的外径。本发明用于不能直接被现有夹持机构夹住的管壁较薄、管子抗拉强度较高、刚性较低、且材料不能焊接的碳纤维复合材料管道试件的夹持；可使碳纤维复合材料管道试件在普通的万能拉伸试验机上进行各种强度试验。
Description
技术领域
本发明涉及试件夹持装置，尤其是涉及拉伸、压缩、疲劳等强度试验的一种碳纤维复合材料管道试件夹持装置。
背景技术
随着碳纤维复合材料应用的日益广泛，各种碳纤维复合材料结构的产品日益增多，其中碳纤维复合材料管道是其中的一种，包括空心轴、多种截面形状的型材、管道等细长结构材料。对于各向同性的材料，可以用标准的试件对材料性能进行测试，这个测得的性能可以应用于不同形状的产品中，因为形状对性能没有影响，因此也不需要管道试件进行各种强度试验。而对于复合材料来说，由于材料的各向异性和可设计性，使得不同的形状、不同的纤维敷设方法会得出性能差异很大的材料。即使同样的敷设方法和厚度的同样材质的复合材料，在平面层合板上测定的性能参数与管道上测得的性能参数有一定的差异，因此对于碳纤维复合材料管道需要设计专门的拉伸试件，以获得管道的性能参数。
国内外传统拉伸机有多种夹具可供夹住试件进行拉伸、压缩、疲劳等试验，可以满足绝大多是试件的夹持。但是碳纤维复合材料管道类试件因为管壁较薄，管子抗拉强度较高，但是薄壁管刚性较低，且材料不能焊接，因此不能直接被现有夹持机构夹住，需要设计一种专门的夹持装置。因为碳纤维复合材料属于新兴材料，目前国内外未见有这类夹持装置被检索到。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碳纤维复合材料管道试件夹持装置，是一种碳纤维复合材料管道类试件拉伸、压缩、疲劳等试验用的夹持机构，可以被常规的拉伸、压缩试验机所夹持。
本发明采用的技术方案如下：
本发明包括两个圆柱形金属盖头和两根金属销轴；在碳纤维复合材料管道试件的两端分别安装有圆柱形金属盖头，两个圆柱形金属盖头大端直径与碳纤维复合材料管道试件两端的外径相同，两个圆柱形金属盖头小端分别置入各自碳纤维复合材料管道试件孔内，用胶水进行粘结；金属销轴贯穿在各自碳纤维复合材料管道试件和圆柱形金属盖头小端中连接成一体，金属销轴中心线与碳纤维复合材料管道试件中心线相互垂直，碳纤维复合材料管道试件中部试验段外径小于碳纤维复合材料管道试件两端的外径。
所述两个圆柱形金属盖头的大端外表面有滚花。
所述两个圆柱形金属盖头材料为碳钢、低合金钢、高合金钢或者铝合金。
所述胶水为502胶水或树脂胶水。
本发明具有的有益效果是：
本发明可用于不能直接被现有拉伸、压缩、疲劳试验装置夹持机构夹住的管壁较薄、管子抗拉强度较高、刚性较低、且材料不能焊接的碳纤维复合材料管道类试件的夹持；该夹持装置可以使碳纤维复合材料管道类试件，在普通的万能拉伸试验机上进行各种强度试验。
附图说明
图1是本发明的碳纤维复合材料管道夹持装置示意图。
图中：1、圆柱形金属盖头，2、滚花，3、碳纤维复合材料管道试件，4、金属销轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明包括两个圆柱形金属盖头1和两根金属销轴2；在碳纤维复合材料管道试件3的两端分别安装有圆柱形金属盖头1，两个圆柱形金属盖头1大端直径与碳纤维复合材料管道试件3两端的外径相同，两个圆柱形金属盖头1小端分别置入各自碳纤维复合材料管道试件3孔内，用胶水进行粘结；金属销轴4贯穿在各自碳纤维复合材料管道试件3和圆柱形金属盖头1小端中连接成一体，金属销轴中心线与碳纤维复合材料管道试件中心线相互垂直，碳纤维复合材料管道试件中部试验段外径小于碳纤维复合材料管道试件两端的外径。
本发明的实施例：
如图1所示，本发明的夹持装置，是在碳纤维复合材料管道试件3的两端安装有圆柱形金属盖头1，该圆柱形金属盖头1的大端直径与碳纤维复合材料试件3两端外径D1相同，D1均为30mm，该圆柱形金属盖头1的大端长度L1为80mm，圆柱形金属盖头1大端的外表面加工有滚花2，该滚花2便于被万能强度拉伴试验机等机器夹持；圆柱形金属盖头1的小端加工成直径d为20mm、下偏差为-0.2mm、长度L为80mm的圆柱形结构，并将圆柱形金属盖头1的小端置入碳纤维复合材料管道试件3内，再用一根直径8mm的金属销轴贯穿碳纤维复合材料管道试件3和两端的圆柱形金属盖头1小端，金属销轴的根数可根据碳纤维复合材料管道试件3的直径大小设置。碳纤维复合材料试件中段外径D为24mm，碳纤维复合材料管道试件3的二端用与碳纤维复合材料管道试件3相同的敷设方法加厚到直径30mm，使碳纤维复合材料管道试件3在中间不加厚的直径D为24mm的位置处失效破坏。圆柱形金属盖头1和碳纤维复合材料管道试件3内径之间有0.2mm的间隙，该间隙填充高强度胶水进行粘结，胶水可以是502胶水、树脂胶水，也可以专业的抗剪胶水，本实施例中是用环氧树脂粘结剂。圆柱形金属盖头1材料可以是碳钢、低合金钢、高合金钢或者铝合金等金属材料。
该夹持装置也可以应用于其他纤维增强类复合材料。
Claims (4)
1.一种碳纤维复合材料管道试件夹持装置，其特征在于：包括两个圆柱形金属盖头和两根金属销轴；在碳纤维复合材料管道试件的两端分别安装有圆柱形金属盖头，两个圆柱形金属盖头大端直径与碳纤维复合材料管道试件两端的外径相同，两个圆柱形金属盖头小端分别置入各自碳纤维复合材料管道试件孔内，用胶水进行粘结；金属销轴贯穿在各自碳纤维复合材料管道试件和圆柱形金属盖头小端中连接成一体，金属销轴中心线与碳纤维复合材料管道试件中心线相互垂直，碳纤维复合材料管道试件中部试验段外径小于碳纤维复合材料管道试件两端的外径。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料管道试件夹持装置，其特征在于：所述两个圆柱形金属盖头的大端外表面有滚花。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料管道试件夹持装置，其特征在于：所述两个圆柱形金属盖头材料为碳钢、低合金钢、高合金钢或者铝合金。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料管道试件夹持装置，其特征在于：所述胶水为502胶水或树脂胶水。
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