CN106092774B - 测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，包括金属板、玻璃面板、夹板及万能试验机，万能试验机设有上夹持系统和下夹持系统，金属板和夹板的数量均为两块，两块金属板分别由上夹持系统和下夹持系统夹持固定，上下两块金属板同轴设置且两者之间设有间隙。玻璃面板一侧通过粘胶与上下两块金属板固定连接，两块夹板分别设于玻璃面板前后两侧，两块夹板通过多个夹板连接组件固定连接，且每块夹板上均设有顶持在玻璃面板上的玻璃定位组件。本发明应用时便于对不同长度和厚度的玻璃面板进行固定，能避免粘胶侧向偏移或加载末期玻璃面板脆裂导致不合理的剪切受力情况。

Description

测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统

技术领域

本发明涉及材料力学性能测试领域，具体是测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统。

背景技术

目前采用万能试验机测试玻璃与金属结构胶结连接的剪切强度时，由于玻璃面板具有一定的脆性且长度和厚度尺寸多样，测试对象难于得到合理的固定。由于受金属板面和玻璃表面平整度，以及粘胶均匀性的影响，在拉力作用下的玻璃面板易出现定位不稳固的现象，这易导致玻璃面板出现平面外的侧向偏移甚至晃动，造成非纯剪切破坏。此外，在加载末期出现玻璃边缘碎裂时，易使玻璃面板的边界出现界面破坏，此时偏心作用更为明显，在计算剪切强度时会影响测试结果的准确性。因此，设计一套简单易行的剪切试验装置，使得玻璃与金属结构胶结连接的剪切强度能得到来方便精确的测量，这成为目前人们普遍关注的问题，然而，现今没有相应的设备，也未见相关的报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，其应用时便于对不同长度和厚度的玻璃面板进行固定，能避免粘胶侧向偏移或加载末期玻璃面板脆裂导致不合理的剪切受力情况。

本发明解决上述问题主要通过以下技术方案实现：测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，包括金属板、玻璃面板、夹板及万能试验机，所述万能试验机设有上夹持系统及位于上夹持系统正下方的下夹持系统，所述金属板和夹板的数量均为两块，两块所述的金属板均竖直设置且两者分别由上夹持系统和下夹持系统夹持固定，上下两块金属板同轴设置且两者之间设有间隙；所述玻璃面板一侧通过粘胶与上下两块金属板固定连接；两块所述的夹板分别设于玻璃面板前后两侧，两块夹板通过多个夹板连接组件固定连接，且每块夹板上均设有顶持在玻璃面板上的玻璃定位组件。本发明的玻璃面板与上下两块金属板通过粘胶连接为整体，其中，上下两块金属板间留有间隙，能保证金属板板端受力时，粘胶承受剪切力作用。本发明应用时，可只设置一块玻璃面板，该玻璃面板布设于金属板的左侧或右侧，从而进行单侧胶结的剪切强度测试；也可设置两块玻璃面板，两块玻璃面板对称分布于金属板的左右两侧，从而进行双侧胶结的剪切强度测试。

本发明应用时配备引伸计、位移计等测量仪器进行测量，在测量过程中通过控制上夹持系统向上移位，以使粘胶受到剪切力，通过测量仪器测量变形、位移等数据，以实现测试玻璃与金属结构胶结连接剪切强度的测量。

进一步的，测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，还包括作动器、主控箱及计算机系统，所述作动器与上夹持系统连接，所述主控箱通过两根数据线分别与作动器和计算机系统连接。

进一步的，所述玻璃面板与金属板通过垂直正交的方式或面面贴合的方式胶结。如此，本发明应用时可使得粘胶布设更加均匀，便于进行受力分析，进而能提升本发明应用时的测试精度。

进一步的，所述夹板左右两端均设置有弧形定位板，所述弧形定位板内径大于夹板的高度，弧形定位板沿其曲面上设有多个贯穿其前后端面的连接孔；所述夹板连接组件包括螺栓和螺母，夹板连接组件通过螺栓穿过两块夹板的连接孔并在螺栓上套设螺母实现两块夹板的固定连接。本发明通过弧形定位板及其上连接孔的设置，使得夹板连接组件便于沿着圆弧方向调节，在采用不同长宽玻璃面板时也可实现玻璃面板的容置。

进一步的，所述夹板上设置有多个紧固孔，所述玻璃定位组件包括螺栓和螺母，玻璃定位组件通过螺栓穿过紧固孔并在螺栓上套设螺母实现玻璃定位组件在夹板上的固定。本发明的夹板连接组件和玻璃定位组件均采用螺栓和螺母实现，拆装便捷，且在改变夹板连接组件和玻璃定位组件的定位长度时操作更加便捷。

进一步的，所述玻璃定位组件顶持玻璃面板的一端的端头部位套设有柔性保护套。如此，本发明应用时在柔性保护套的作用下，能避免玻璃定位组件对玻璃面板造成局部磨损。

为了便于观察胶层破坏或脱胶发生，进一步的，所述夹板的中央部位构成有贯穿其前后端面的可视窗口。

为了使本发明应用时避免玻璃面板出现侧向移位，进一步的，多个所述的夹板连接组件分布于夹板左右两端，位于金属板同一侧的玻璃面板与夹板连接组件之间设置有弹性限位块，所述弹性限位块固定于夹板连接组件上且与玻璃面板接触。当本发明只在金属板左侧或右侧设置玻璃面板时，则只在金属板单侧的夹板连接组件上设置弹性限位块，当本发明的左右两侧都设置有玻璃面板时，则金属板左右两侧的夹板连接组件上均设置弹性限位块。

进一步的，测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，还包括两块L型连接板，所述金属板上构成有多个在竖直方向上等间距排布的定位螺孔，所述L型连接板的两块面板分别水平设置和竖直设置，两块所述的L型连接板分别通过一根穿过L型连接板的竖直面板和定位螺孔的定位螺栓固定在上下两块金属板上。如此，本发明应用时，测试玻璃面板与金属板间的变形或位移的测量仪器可安装于L型连接板上，可根据具体的需求将定位螺栓嵌入不同的定位螺孔内来实现L型连接板的升降，进而对测量仪器进行升降控制。本发明通过配备L型连接板，便于安装位移计等测量仪器，能满足工程实际在检测胶结连接剪切强度的应用，使得测试数据的准确性能得到保证。

进一步的，每个所述的L型连接板的水平面板上方均设有一个定位盘，且L型连接板上连接有一根用于调节定位盘升降的定位调节杆。本发明应用时测量仪器具体安装于定位盘上，可通过定位调节杆实现测量仪器的升降微调，如此，能进一步提升测试数据的准确性。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）本发明整体结构简单，便于实现，成本低，本发明应用时通过夹板、夹板连接组件及玻璃定位组件对玻璃面板进行定位，定位结构稳固，本发明的玻璃面板在前后两块夹板上固定的玻璃定位组件的顶持作用下，能避免出现平面外的侧向偏移甚至晃动；当金属板拉伸时，玻璃面板在平面外稳固，粘胶承受均匀分布的剪切力，从而能避免粘胶侧向偏移或加载末期玻璃脆裂导致不合理的剪切受力情况。

（2）本发明应用时可通过改变夹板连接组件、玻璃定位组件的长度，以满足不同厚度玻璃面板的需求，并可通过改变夹板连接组件的安装位置，以满足不同长度玻璃面板的需求；本发明应用时对于不同大小的玻璃面板，可通过改变玻璃定位组件的数量来保证定位的稳固性。如此，本发明应用时具备通用性。

（3）本发明在前后两侧配备有夹板，夹板能覆盖较大面积范围的玻璃面板，在玻璃面板剪切断裂和脱胶掉落时，夹板能产生防护作用，进而使得本发明应用时能避免伤及操作人员。

（4）本发明应用时既适用于双面或单面玻璃面板与金属板采用垂直正交的方式胶结时的剪切强度的测试，又适用于双面或单面玻璃面板与金属板采用面面贴合的方式胶结时的剪切强度的测试，使得本发明更便于推广应用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明采用双面玻璃面板与金属板垂直正交时一个具体实施例的结构示意图；

图2为图1中金属板与玻璃面板安装结构的主视结构示意图；

图3为图1中金属板与玻璃面板安装结构的俯视结构示意图；

图4为图1中金属板与玻璃面板安装结构的侧视结构示意图；

图5为本发明采用单面玻璃面板与金属板垂直正交时一个具体实施例中金属板与玻璃面板安装结构的主视结构示意图；

图6为图5所述安装结构的俯视结构示意图；

图7为本发明采用单面玻璃面板与金属板面面贴合时一个具体实施例中金属板与玻璃面板安装结构的主视结构示意图；

图8为图7所述安装结构的俯视结构示意图；

图9为本发明采用双面玻璃面板与金属板面面贴合时一个具体实施例中金属板与玻璃面板安装结构的主视结构示意图；

图10为图9所述安装结构的俯视结构示意图。

附图中标记所对应的零部件名称：1、金属板，2、粘胶，3、玻璃面板，4、夹板，5、夹板连接组件，6、玻璃定位组件，7、紧固孔，8、连接孔，9、柔性保护套，10、定位螺栓，11、紧固旋钮，12、L型连接板，13、定位盘，14、定位调节杆，15、定位螺孔，16、弹性限位块，17、上夹持系统，18、下夹持系统，19、万能试验机，20、作动器，21、主控箱，22、计算机系统。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1～图4所示，测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，包括金属板1、玻璃面板3、夹板4及万能试验机19，其中，万能试验机19设有上夹持系统17和下夹持系统18，下夹持系统18设于上夹持系统17正下方。本实施例中金属板1和夹板4的数量均为两块，两块金属板1均竖直设置且两者分别由上夹持系统17和下夹持系统18夹持固定，在上夹持系统17和下夹持系统18对两块金属板1夹持固定后，上夹持系统17夹持固定的金属板1位于下夹持下夹持系统18夹持的金属板1正上方，上下两块金属板1同轴设置，且上方金属板1下端的端头与下方金属板1上端的端头之间留有间隙。本实施例在具体设置时，为了确保金属板1能得到可靠加持，本实施例中金属板1供夹持的端部设有凸纹。本实施例的玻璃面板3为横向设置的矩形面板，玻璃面板3一侧通过粘胶2与上下两块金属板1固定连接。本实施例的两块夹板4分别设于玻璃面板3前后两侧，两块夹板4通过多个夹板连接组件5固定连接，且每块夹板4上均设有顶持在玻璃面板3上的玻璃定位组件6。

本实施例的金属板1作为剪切板，可选用与待测胶结连接的实际剪切环境相同的材料制成，以此来模拟出更贴近粘胶使用环境的剪切试验，保证剪切试验结果的可靠。本实施例中玻璃面板3的数量为两块，两块玻璃面板3均横向设置且对称分布于金属板1左右两侧，玻璃面板3垂直金属板1的侧面设置，两块玻璃面板3在夹板4、夹板连接组件5及玻璃定位组件6的作用下横向联系成为整体，本实施例应用于双面玻璃面板3与金属板1采用垂直正交的方式胶结时的剪切强度的测试。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做出了如下进一步限定：为了便于智能控制，本实施例的测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统还包括作动器20、主控箱21及计算机系统22，其中，作动器20与上夹持系统17连接，主控箱21通过两根数据线分别与作动器20和计算机系统22连接。本实施例的系统用于测试金属与玻璃粘胶剪切强度时所施加的作用力的控制和进行相应的记录均在计算机系统22内进行，具体过程为：计算机系统22发出控制信号，并由主控箱21进行信号转换，将加载信号传递于与万能试验机19的上夹持系统17连接的作动器20，测试过程中将所施加的力及上夹持系统17的位移由测量仪器记录并通过主控箱21进行信号转换后在计算机系统22中进行记录。

实施例3：

本实施例在实施例1或实施例2的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的夹板4左右两端均设置有弧形定位板，夹板4左端的弧形定位板向左侧开口，夹板4右端的弧形定位板向右侧开口，弧形定位板内径大于夹板4的高度，弧形定位板沿其曲面上设有多个贯穿其前后端面的连接孔8。本实施例的夹板连接组件5包括螺栓和螺母，夹板连接组件5通过螺栓穿过两块夹板4的连接孔8并在螺栓上套设螺母实现两块夹板4的固定连接。为了保证本实施例的结构强度，本实施例的弧形定位板与夹板4集成为一体。

实施例4：

本实施例在实施例1～实施例3中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的夹板4上设置有多个紧固孔7，其中，玻璃定位组件6包括螺栓和螺母，玻璃定位组件6通过螺栓穿过紧固孔7并在螺栓上套设螺母实现玻璃定位组件6在夹板4上的固定。本实施例在具体设置时，每块夹板4上设有上下两排紧固孔组，上下两排紧固孔组中紧固孔7的数量均为多个，每排紧固孔组中的多个紧固孔7在横向上等间距排布。为了保证两侧面的玻璃面板3在平面外稳定，玻璃定位组件6可根据需要在紧固孔7上进行安装，如果玻璃面板3宽度较大，还可以增加玻璃定位组件6的数量。

实施例5：

为了避免本实施例应用时玻璃面板3出现局部磨损，本实施例在实施例1～实施例4中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例中玻璃定位组件6顶持玻璃面板3的一端的端头部位套设有柔性保护套9。其中，本实施例的柔性保护套9优选采用橡胶套实现。

实施例6：

为了便于观察胶层破坏和脱胶发生，本实施例在实施例1～实施例5中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例中夹板4的中央部位构成有贯穿其前后端面的可视窗口。其中，本实施例在具体设置时，可视窗口优选设为矩形窗口。

实施例7：

本实施例在实施例1～实施例6中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的多个夹板连接组件5分布于夹板4左右两端，位于金属板1同一侧的玻璃面板3与夹板连接组件5之间设置有弹性限位块16，其中，弹性限位块16固定于夹板连接组件5上且与玻璃面板3接触。本实施例在具体设置时，弹性限位块16采用橡胶等具备弹性性能的材料制成，通过弹性限位块16的设置，以防止玻璃面板3出现侧向移位。

实施例8：

本实施例在实施例1～实施例7中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例还包括两块L型连接板12，其中，金属板1上构成有多个在竖直方向上等间距排布的定位螺孔15， L型连接板12的两块面板分别水平设置和竖直设置，两块所述的L型连接板12分别通过一根穿过L型连接板12的竖直面板和定位螺孔15的定位螺栓10固定在上下两块金属板1上。为了便于调节定位螺栓10，本实施例的定位螺栓10上设置有紧固旋钮11。本实施例在具体设置时，优选在金属板1上设置两排定位螺孔组，两排定位螺孔组在纵向上间隔一定距离设置，每排定位螺孔组均包括多个在竖直方向上等间距排布的定位螺孔15，如此，本实施例应用时每块L型连接板12通过两根定位螺栓10进行固定，定位更加牢固。

实施例9：

本实施例在实施例8的基础上做出了如下进一步限定：本实施例中每个L型连接板12的水平面板上方均设有一个定位盘13，L型连接板12上连接有一根用于调节定位盘13升降的定位调节杆14。为了便于通过定位调节杆14调节定位盘13升降，本实施例中L型连接板12的水平面板上固定有定位螺母，定位调节杆14设有与定位螺母内螺纹匹配的外螺纹，定位调节杆14穿过定位螺母和L型连接板12的水平面板，通过转动定位调节杆14即可实现对定位盘13进行升降控制。

实施例10：

如图5、图6所示，本实施例在实施例1～实施例9中任意一个实施例的基础上做出了如下改进：本实施例中玻璃面板3的数量为一块，玻璃面板3横向设置于金属板1左侧或右侧且与金属板1的侧面垂直。为了加强本实施例的结构，本实施例中金属板1未设玻璃面板3的一侧设有靠近金属板1的夹板连接组件5。本实施例应用于单面玻璃面板3与金属板1采用垂直正交的方式胶结时的剪切强度的测试。

实施例11：

如图7、图8所示，本实施例在实施例1～实施例9中任意一个实施例的基础上做出了如下改进：本实施例中玻璃面板3的数量为一块，玻璃面板3纵向设置于金属板1左侧或右侧且与金属板1平行。为了加强本实施例的结构，本实施例中金属板1未设玻璃面板3的一侧设有靠近金属板1的夹板连接组件5。本实施例应用于单面玻璃面板3与金属板1采用面面贴合的方式胶结时的剪切强度的测试。

实施例12：

如图9、图10所示，本实施例在实施例1～实施例9中任意一个实施例的基础上做出了如下改进：本实施例中玻璃面板3的数量为两块，两块玻璃面板3均纵向设置且对称分布于金属板1左右两侧，玻璃面板3与金属板1平行，两块玻璃面板3在夹板4、夹板连接组件5及玻璃定位组件6的作用下横向联系成为整体。本实施例应用于双面玻璃面板3与金属板1采用面面贴合的方式胶结时的剪切强度的测试。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，其特征在于，包括金属板（1）、玻璃面板（3）、夹板（4）及万能试验机（19），所述万能试验机（19）设有上夹持系统（17）及位于上夹持系统正下方的下夹持系统（18），所述金属板（1）和夹板（4）的数量均为两块，两块所述的金属板（1）均竖直设置且两者分别由上夹持系统（17）和下夹持系统（18）夹持固定，上下两块金属板（1）同轴设置且两者之间设有间隙；所述玻璃面板（3）一侧通过粘胶（2）与上下两块金属板（1）固定连接；两块所述的夹板（4）分别设于玻璃面板（3）前后两侧，两块夹板（4）通过多个夹板连接组件（5）固定连接，且每块夹板（4）上均设有顶持在玻璃面板（3）上的玻璃定位组件（6）。

2.根据权利要求1所述的测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，其特征在于，还包括作动器（20）、主控箱（21）及计算机系统（22），所述作动器（20）与上夹持系统（17）连接，所述主控箱（21）通过两根数据线分别与作动器（20）和计算机系统（22）连接。

3.根据权利要求1所述的测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，其特征在于，所述玻璃面板（3）与金属板（1）通过垂直正交的方式或面面贴合的方式胶结。

4.根据权利要求1所述的测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，其特征在于，所述夹板（4）左右两端均设置有弧形定位板，所述弧形定位板内径大于夹板（4）的高度，弧形定位板沿其曲面上设有多个贯穿其前后端面的连接孔（8）；所述夹板连接组件（5）包括螺栓和螺母，夹板连接组件（5）通过螺栓穿过两块夹板（4）左右两端的弧形定位板上的连接孔（8）并在螺栓上套设螺母实现两块夹板（4）的固定连接。

5.根据权利要求1所述的测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，其特征在于，所述夹板（4）上设置有多个紧固孔（7），所述玻璃定位组件（6）包括螺栓和螺母，玻璃定位组件（6）通过螺栓穿过紧固孔（7）并在螺栓上套设螺母实现玻璃定位组件（6）在夹板（4）上的固定。

6.根据权利要求1所述的测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，其特征在于，所述夹板（4）的中央部位构成有贯穿其前后端面的可视窗口。

7.根据权利要求1所述的测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，其特征在于，所述玻璃定位组件（6）顶持玻璃面板（3）的一端的端头部位套设有柔性保护套（9）。

8.根据权利要求1所述的测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，其特征在于，多个所述的夹板连接组件（5）分布于夹板（4）左右两端，位于金属板（1）同一侧的玻璃面板（3）与夹板连接组件（5）之间设置有弹性限位块（16），所述弹性限位块（16）固定于夹板连接组件（5）上且与玻璃面板（3）接触。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，其特征在于，还包括两块L型连接板（12），所述金属板（1）上构成有多个在竖直方向上等间距排布的定位螺孔（15），所述L型连接板（12）的两块面板分别水平设置和竖直设置，两块所述的L型连接板（12）分别通过一根穿过L型连接板（12）的竖直面板和定位螺孔（15）的定位螺栓（10）固定在上下两块金属板（1）上。

10.根据权利要求9所述的测试金属与玻璃粘胶剪切强度的试验系统，其特征在于，每个所述的L型连接板（12）的水平面板上方均设有一个定位盘（13），且L型连接板（12）上连接有一根用于调节定位盘（13）升降的定位调节杆（14）。