CN107063849B - 一种平板扭曲试验夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉一种平板扭曲试验夹具，由上模组件和下模组件组成，下模组件包括下模顶尖、支撑座和底座，底座开设有支撑座配合槽和固定螺钉槽；支撑座开设有固定螺钉孔、顶尖配合槽和调整螺钉孔；下模顶尖安装在支撑座的顶尖配合槽中；上模组件包括上连接板、下连接板和上模顶尖，上连接板开设有上连接板连接孔和配合柱面，配合柱面中心开设有转接孔；下连接板开设有顶尖孔、下连接板连接孔和配合凹柱面。本发明解决了测试平板试样剪切模量的问题，平板试样对于模压塑料和纤维增强塑料的复合材料平板试样比模压哑铃试验、梁试样或环形缠绕管更密切的代表产品的性能。结果代表了在一个相对大的区域内的剪切影响，平均化了整个平板的微观结构的变化。

Description

一种平板扭曲试验夹具
技术领域
本发明涉及复合材料平板扭曲试验领域，具体涉及一种测试复合材料平板试样剪切模量的平板扭曲试验夹具。
背景技术
平板扭曲试验是用来测定平板试样的剪切模量。平板扭曲试验的技术原理是：一个矩形板的一个对角线的两个角受到支撑，在两外一个对角线的两个角上施加恒定的载荷，板内的应力状态基本上是纯剪切。
平板的形状应该是矩形的或直角的，对角线等长度，长度与厚度的比值应该是≥35，以便将厚度上的剪切效应降到最低。根据国际标准iso15，iso310的板扭曲试验建议使用标准试样板，尺寸为150mm×150mm，板内比例0.95，板的其他尺寸是任意的。非标准板试样的最大厚度应该满足35h≤a≤b的要求，a、b为板的边缘尺寸，h为板的厚度。模量的测定条件如下：位移范围0.1-0.3h,板最大允许挠度0.5mm。
现有的复合材料剪切性能测试方法有V型缺口梁、短梁法、轨道剪切法和偏轴拉伸等。现有复合材料试样测试夹具主要是针对哑铃形试样、梁试样。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种平板扭曲试验夹具，以解决测试平板试样剪切模量的问题。
为解决存在的技术问题，本发明采用的技术方案为：一种平板扭曲试验夹具，由上模组件和下模组件组成，
所述的下模组件包括下模顶尖、支撑座和底座，所述的底座的上表面中间开设有支撑座配合槽，在支撑座配合槽8的两侧的中心线上对称开设有固定螺钉槽，用于与支撑座的安装固定；
所述的支撑座底部开设有固定螺钉孔，支撑座的顶部中间位置开设有顶尖配合槽，支撑座的顶部两端开设有调整螺钉孔，调整螺钉孔与顶尖配合槽相通，两个支撑座对称安装在底座的支撑座配合槽中，并将固定支撑座用螺钉安装在固定螺钉孔和固定螺钉槽中，使用固定支撑座用螺母拧紧在固定支撑座用螺钉上将支撑座固定在底座上；
所述的下模顶尖安装在支撑座的顶尖配合槽中，两枚调整螺钉分别拧在两端的调整螺钉孔中，两枚调整螺钉前端面顶住下模顶尖根部并将下模顶尖固定在顶尖配合槽中，并可根据平板试样的尺寸，通过改变支撑座在支撑座配合槽中的位置及下模顶尖在顶尖配合槽中的位置调整上模顶尖的位置；
所述的上模组件包括上连接板、下连接板和上模顶尖，所述的上连接板的表面边部开设有上连接板连接孔，上连接板的下部中心位置设有配合柱面，配合柱面中心开设有转接孔，转接孔用于与测试设备的连接；
所述的下连接板表面四个角的位置开设有顶尖孔，顶尖孔用于安装上模顶尖；所述的下连接板与上连接板连接孔的对应位置开设有下连接板连接孔，连接板用螺钉安装在上连接板连接孔和下连接板连接孔中，连接板用螺母拧紧在连接板用螺钉上将上连接板和下连接板固定在一起；所述的下连接板上表面中心并与上连接板的配合柱面相应位置开设有配合凹柱面，配合凹柱面的内径与配合柱面的外径相对应，配合柱面和配合凹柱面用于与上连接板和下连接板的定位配合。
所述的上模顶尖安装在下连接板的顶尖孔中，上连接板安装在下连接板上压紧上模顶尖，并用连接板用螺钉和连接板用螺母 将上连接板和下连接板固定在一起后将上模顶尖固定。
本发明所述的顶尖孔可以为槽形结构，用于平板试样的不同而调整上模顶尖的位置。
有益效果
本发明使用平板试样优点在于对于模压塑料和纤维增强塑料的复合材料平板试样比模压哑铃试验、梁试样或环形缠绕管更密切的代表产品的性能。同时，该种试样是非破坏性的大部分剪切方法都导致试验中试样的破坏，一个板扭曲试样也可以沿主要的材料取向加工成压缩和拉伸试样，以便评价材料的各项异性。这就确保了剪切模量与从平板上测得的任何其他性能直接联系在一起。另外的优点是，试验结果代表了在一个相对大的区域内的剪切影响，平均化了整个平板的微观结构的变化。
附图说明
附图1为下模组件主视图
附图2为下模组件侧面A-A剖视图；
附图3为底座俯视图；
附图4为底座侧面剖视图；
附图5为支撑座主视剖视图；
附图6为支撑座侧面剖视图；
附图7为上模组件主视剖视图；
附图8为上模组件侧面B-B局部剖视图；
附图9为上连接板俯视图；
附图10为上连接板侧面剖视图；
附图11为下连接板俯视图；
附图12为下连接板侧面剖视图；
附图13为平板扭曲试验夹具使用示意图；
附图14为平板扭曲试验夹具使用侧面示意图；
图中，1为下模顶尖，2为支撑座，3为固定支撑座用螺钉，4为底座，5为固定支撑座用螺母，6为调整螺钉，7为固定螺钉槽，8为支撑座配合槽，9为调整螺钉孔，10为顶尖配合槽，11为固定螺钉孔，12为连接板用螺钉，13为上连接板，14为下连接板，15为连接板用螺母，16为上模顶尖，17为上连接板连接孔，18为转接孔，19为配合柱面，20为顶尖孔，21为下连接板连接孔，22为配合凹柱面，23为上模组件，24为平板试样，25为下模组件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
一种用于平板扭曲试验的夹具，包括上模组件23、下模组件25；
如图1和2所示，所述的下模组件25，主要由下模顶尖1、支撑座2、固定支撑座用螺钉3、底座4、固定支撑座用螺母5、调整螺钉6组成，均采用钢材制成。上模组件主要用于与试验设备连接。固定支撑座用螺钉3和固定支撑座用螺母5用于锁紧固定支撑座2与底座4。
如图3和4所示，所述的底座4，其表面开设有固定螺钉槽7，支撑座配合槽8，用于与支撑座2的配合和固定。
如图5和6所示，所述的支撑座2，其表面开设有调整螺钉孔9、顶尖配合槽10和固定螺钉孔11，其中调整螺钉孔9和顶尖配合槽10用于下模顶尖1的配合和固定；固定螺钉孔11用于与底座4的固定。
并可根据平板试样的尺寸，通过改变支撑座2在支撑座配合槽8、下模顶尖1在顶尖配合槽10中的位置调整上模顶尖1的位置。
如图7和8所示，所述的上模组件23，主要由连接板用螺钉12、上连接板13、下连接板14、连接板用螺母15、上模顶尖16组成，均采用钢材制成。并可根据平板试样的尺寸，通过将顶尖孔20改为槽结构调整上模顶尖的位置；
如图9和10所示，所述的上连接板13，其表面开设有上连接板连接孔17和配合柱面19。主要结构包括上连接板连接孔17、转接孔18、配合柱面19，其中上连接板连接孔17用于上连接板13和下连接板14的连接固定；转接孔18应位于上连接板13的中心，用于与测试设备的连接，具体尺寸根据设备确定；配合柱面19用于与下连接板14定位配合。
如图11和12所示，所述的下连接板14，其表面开设有顶尖孔20、下连接板连接孔21和配合凹柱面22，其中顶尖孔20用于安装上模顶尖16；下连接板连接孔21用于上连接板13和下连接板14的连接固定；配合凹柱面22用于与上连接板13定位配合。
实施方式
按照附图1和2所示，根据平板试样的具体尺寸将支撑座2置于底座4的支撑座配合槽8内，通过固定螺钉槽7用固定支撑座用螺钉3和螺母5固定锁紧；将下模顶尖1置于支撑座2的顶尖配合槽10内，并用调整螺钉6定位、固定。
按照附图7和8所示，将上模顶尖16安装在上连接板13与下连接板14之间，并用连接板用螺钉12和连接板用螺母15固定，再通过转接孔18与测试设备连接。
按照附图13和14所示，将平板试样放置在上模组件23与下模组件25之间，即可进行平板扭曲试验。在试验过程中，平板试样的一个对角线的两个角受到支撑，在另一个对角线的两个角上施加恒定的载荷。
本发明已用于平板扭曲测试试验。

Claims (2)

1.一种平板扭曲试验夹具，由上模组件(23)和下模组件(25)组成，其特征在于：
所述的下模组件(25)包括下模顶尖(1)、支撑座(2)和底座(4)，所述的底座(4)的上表面中间开设有支撑座配合槽(8)，在支撑座配合槽(8)的两侧的中心线上对称开设有固定螺钉槽(7)，用于与支撑座(2)的安装固定；
所述的支撑座(2)底部开设有固定螺钉孔(11)，支撑座(2)的顶部中间位置开设有顶尖配合槽(10)，支撑座(2)的顶部两端开设有调整螺钉孔(9)，调整螺钉孔(9)与顶尖配合槽(10)相通，两个支撑座(2)对称安装在底座(4)的支撑座配合槽(8)中，并将固定支撑座用螺钉(3)安装在固定螺钉孔(11)和固定螺钉槽(7)中，使用固定支撑座用螺母(5)拧紧在固定支撑座用螺钉(3)上将支撑座(2)固定在底座(4)上；
所述的下模顶尖(1)安装在支撑座(2)的顶尖配合槽(10)中，两枚调整螺钉(6)分别拧在两端的调整螺钉孔(9)中，两枚调整螺钉(6)前端面顶住下模顶尖(1)根部并将下模顶尖(1)固定在顶尖配合槽(10)中，并可根据平板试样(24)的尺寸，通过改变支撑座(2)在支撑座配合槽(8)中的位置及下模顶尖(1)在顶尖配合槽(10)中的位置调整下 模顶尖(1)的位置；
所述的上模组件(23)包括上连接板(13)、下连接板(14)和上模顶尖(16)，所述的上连接板(13)的表面边部开设有上连接板连接孔(17)，上连接板(13)的下部中心位置设有配合柱面(19)，配合柱面(19)中心开设有转接孔(18)，转接孔(18)用于与测试设备的连接；
所述的下连接板(14)表面四个角的位置开设有顶尖孔(20)，顶尖孔(20)用于安装上模顶尖(16)；所述的下连接板(14)与上连接板连接孔(17)的对应位置开设有下连接板连接孔(21)，连接板用螺钉(12)安装在上连接板连接孔(17) 和下连接板连接孔(21)中，连接板用螺母(15)拧紧在连接板用螺钉(12)上将上连接板(13)和下连接板(14)固定在一起；所述的下连接板(14)上表面中心并与上连接板(13)的配合柱面(19)相应位置开设有配合凹柱面(22)，配合凹柱面(22)的内径与配合柱面(19)的外径相对应，配合柱面(19)和配合凹柱面(22)用于与上连接板(13)和下连接板(14)的定位配合；
所述的上模顶尖(16)安装在下连接板(14)的顶尖孔(20)中，上连接板(13)安装在下连接板(14)上压紧上模顶尖(16)，并用连接板用螺钉(12)和连接板用螺母(15)将上连接板(13)和下连接板(14)固定在一起后将上模顶尖(16)固定；
在试验过程中，将平板试样(24)放置在上模组件(23)与下模组件(25)之间，平板试样(24)的一个对角线的两个角受到支撑，在另一个对角线的两个角上施加恒定的载荷。
2.根据权利要求1所述的平板扭曲试验夹具，其特征在于：所述的顶尖孔(20)为槽形结构，用于调整上模顶尖(16)的位置。
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