CN107515142A - 一种胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的装置 - Google Patents

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汪超
姜健
陈伟明
刘良威
程涛
胡晶晶
李涛
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    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising

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Abstract

本发明涉及一种胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的装置，包括：支座脚、底板、承力柱、压块、压头、压杆、限位板、定位柱、吊钩连接件、吊钩、砝码、试片和固定板。本发明装置能够即方便又准确的保证胶粘剂拉伸剪切试样制作过程的各项主要参数，使得试样制作有比较好的一致性，从而在最终测试数据中剔除人为不稳定因素，表征出胶粘剂本身的拉伸剪切强度。

Description

一种胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的装置
技术领域
本发明涉及一种制作胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的方法及装置，具体为一种应用在航天领域的针对刚性材料对刚性材料胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的制作方法及装置。
背景技术
自从上世纪90年代以来，胶接技术在航天产品中的应用约来约广泛，现已成为航天产品生产中重要的工艺技术，如复合材料桁架胶接、卫星结构板镶嵌件的胶接、各种支架类零件的胶接、扩热板的胶接等。胶接作为一个不可逆的工艺过程，为了表征产品胶接完成后其胶接面的强度，一般采用制作与工况条件完全一致的胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的方式考核，试样制作完成后进行破坏性测试，从而得出产品胶接面的胶接强度。
在航天领域胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的制作是根据GB/T 7124《胶粘剂拉伸剪切强度的测定》的相关规定进行制作，根据国标要求两块试片搭接区域长度为12.5±0.25mm，在本发明应用之前，胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的制作采用估算的方式，操作人员的经验对两块试片搭接区域长度影响很大，导致试样最终测试数据的离散度偏大，不能很好的反应出实际工作环境下胶粘剂的拉伸剪切强度。
目前在航天领域未见专门制作针对刚性材料对刚性材料胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的装置，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
为解决因操作不稳定因素导致胶粘剂拉伸剪切试样测试数据离散度偏大的问题，本发明的目的在于提供一种制作胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的装置，能够即方便又准确的保证胶粘剂拉伸剪切试样制作过程的各项主要参数，使得试样制作有比较好的一致性，从而在最终测试数据中剔除人为不稳定因素，表征出胶粘剂本身的拉伸剪切强度。
为了达到上述目的，本发明提供了一种胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的装置，该装置包括：支座脚、底板、承力柱、压块、压头、压杆、限位板、定位柱、吊钩连接件、吊钩、砝码、试片、固定板。
所述的支座脚位于底板下部，用于调节底板的水平；
所述的底板位于整个装置的下方，其上面设计了相应的接口用于连接各主要承力和限位部件；
所述的承力柱位于底板一侧，用于为压杆提供支点和对试片进行限位；
所述的压块位于胶粘剂试片的上方，其上表面有一个球形凹坑能实现与压头良好的自适应接触；
所述的压头安装于压杆之上，所在位置对准两片试片搭接区域的中心；
所述的压杆与承力柱顶部相连，利用杠杆原理为胶粘剂试片固化期间实施额定的固化压力；
所述的限位板安装于底板之上；
所述的定位柱安装于承力柱相对的另一侧，与承力柱之间的距离固定；
所述的固定板与底板相连；
所述的吊钩连接件安装于压杆的一端，用于悬挂吊钩和砝码。
所述的吊钩用于放置砝码。
所述的砝码放置与吊钩之上，其通过压杆为胶粘剂试片固化期间实施额定的固化压力，具体数值可根据以下公式计算：
其中：m0——砝码质量
P——胶粘剂所需的固化压强
s——胶粘剂试片搭接面积
m1——压杆质量
m2——吊钩连接件及紧固件质量
m3——吊钩质量
g——重力加速度。
本发明通过承力柱、定位柱、固定板、限位板在胶粘剂试样制作过程中对试片位置的限定，有效的将胶粘剂试片搭接区域宽度的制作误差控制在0.1mm 以内，同时通过杠杆原理保证胶粘剂固化过程中的固化压力与实际工况相一致，使得最终胶粘剂拉伸剪切试样制作有比较好的一致性，在最终测试数据中剔除了人为不稳定因素，能够表征出胶粘剂本身的拉伸剪切强度。
附图说明
图1为本发明一种胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的装置的立体图；
图中编号表示：1－支座脚、2－底板、3－承力柱、4－压块、5－压头、6 －压杆、7－限位板、8－定位柱、9－吊钩连接件、10－吊钩、11－砝码、12－试片、13－固定板
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的优选实施例。
图1为一种胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的装置的立体图，如附图所示，该装置包括：支座脚1、底板2、承力柱3、压块4、压头5、压杆6、限位板7、定位柱8、吊钩连接件9、吊钩10、砝码11、试片12和固定板13。其中支座脚 1、底板2、承力柱3、压块4、压头5、压杆6、限位板7、定位柱8、吊钩连接件9和固定板13均采用硬质铝合金加工，表面经化学氧化处理；吊钩10和砝码11为市场上采购的标准件；试片12的材料与实际工况的材料相一致。
根据GB/T 7124《胶粘剂拉伸剪切强度的测定》的相关规定，为保证试样制作能满足国标的要求，且具有较好的一致性，设计承力柱3、限位板7、定位柱 8、固定板13对试片位置进行限定。承力柱3和定位柱8安装与底板的中心线上，两端面之间的距离为187.5mm；限位板7为两块安装与底板之上，安装时保证两块限位板组成的面平行于底板的中心线，同时距离承力柱与限位柱轴线所形成的平面12.5mm，安装完成后不再拆除；固定板13也为两块，通过T型槽与底板相连，安装时靠紧胶粘剂试片侧边，试样制作完成后拆除。
支座脚1安装于底板反面，在制作试样前用于调整底板的水平，保证后续胶粘剂固化过程中的固化压力能垂直施加于试样之上。
压头5安装于压杆之上，距离承力柱侧面93.75mm。
压块4制作成一系列标准大小，高度分别为10mm、20mm、30mm等，通过不同压块高度的组合保证压杆在胶粘剂固化过程中呈水平状态。
砝码11的质量根据公式(1)计算得到。
由上所述，本发明通过承力柱、定位柱、固定板、限位板在胶粘剂试样制作过程中对试片位置的限定，有效的将胶粘剂试片搭接区域宽度的制作误差控制在0.1mm以内，同时通过杠杆原理保证胶粘剂固化过程中的固化压力与实际工况相一致，使得最终胶粘剂拉伸剪切试样制作有比较好的一致性，在最终测试数据中剔除了人为不稳定因素，能够表征出胶粘剂本身的拉伸剪切强度。

Claims (6)

1.一种胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的装置,其特征在于，该装置包括：支座脚[1]、底板[2]、承力柱[3]、压块[4]、压头[5]、压杆[6]、限位板[7]、定位柱[8]、吊钩连接件[9]、吊钩[10]、砝码[11]、试片[12]和固定板[13]；
所述的支座脚[1]位于底板[2]下部，用于调节底板[2]的水平；
所述的底板[2]位于整个装置的下方，其上面设计了相应的接口用于连接各主要承力和限位部件；
所述的承力柱[3]位于底板[2]一侧，用于为压杆[6]提供支点和对试片[12]进行限位；
所述的压块[4]位于胶粘剂试片的上方，其上表面有一个球形凹坑能实现与压头[5]良好的自适应接触；
所述的压头[5]安装于压杆[6]之上，所在位置对准两片试片搭接区域的中心；
所述的压杆[6]与承力柱[3]顶部相连，利用杠杆原理为胶粘剂试片固化期间实施额定的固化压力；
所述的限位板[7]安装于底板[2]之上；
所述的定位柱[8]安装于承力柱[3]相对的另一侧，与承力柱[3]之间的距离固定；
所述的吊钩连接件[9]安装于压杆的一端，用于悬挂吊钩[10]和砝码[11]；
所述的砝码[11]放置与吊钩[10]之上，其通过压杆[6]为胶粘剂试片固化期间实施额定的固化压力；所述的固定板[13]与底板[2]相连。
2.如权利要求1所述的一种胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的装置,其特征在于，所述压块[4]下表面为平面，该平面能将压头[4]传递下来的压力均匀施加在胶粘剂试片搭接区域。
3.如权利要求1所述的一种胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的装置,其特征在于，所述压头[5]头部呈半球形。
4.如权利要求1所述的一种胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的装置,其特征在于，所述限位板[7]为两块，安装于底板[2]之上，两块限位板[7]组成的面平行于底板的中心线。
5.如权利要求1所述的一种胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的装置,其特征在于，所述固定板[13]为两块，通过T型槽与底板[2]相连，安装时靠紧胶粘剂试片侧边。
6.如权利要求2所述的一种胶粘剂拉伸剪切强度测试试样的装置,其特征在于，所述平面制作成一系列标准大小，高度分别为10mm、20mm、30mm，通过不同压块高度的组合保证压杆[6]在胶粘剂固化过程中呈水平状态。
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