CN107677541B - 提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具，包括底板，底板的底部设有三个以上的卡位件，卡位件均匀环绕底部设置且卡位件与底部垂直设置，卡位件共同形成用于容纳试验机底盘的卡位槽，底板设有一个以上的对中槽位；该种提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度专用夹具，结构设计简单、合理，制造和使用成本低廉，易于装卸、清理和维护。使用本夹具可同时满足三种不同压缩标准下碳纤维复合材料的压缩试件的对中，并且对中精度较高。使用本夹具可大幅度提高压缩试验效率。

Description

提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具
技术领域
本发明涉及碳纤维复合材料力学试验的技术领域，特别是涉及一种提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具。
背景技术
碳纤维复合材料因具有高比刚度、高比强度、耐疲劳、可设计性强等优点，可以达到减轻结构质量、增加抗疲劳性能和结构可设计性等目的，这使得碳纤维复合材料被广泛的应用于航空航天、军事装备、体育用品、汽车制造等领域。
碳纤维复合材料结构验证的积木式方法是将复合材料试件级试验作为最基础的内容，用于获得材料基础的力学性能数据。因此，复合材料力学试验是一个极其重要和基础的工作。但是，复合材料力学试验由于干扰因素较多，在一定程度上限制了碳纤维复合材料的发展和使用。
压缩性能是碳纤维复合材料最主要的也是最关键的力学性能之一，并且与其他试件级力学试验相比，影响压缩试验的因素最多，试验的实施也最为复杂。目前，现有的压缩试验方法主要概括为三类:a)通过剪切将载荷引入到试件工作段；b）通过端部加载和侧边剪切组合将载荷引入到试件工作段；c）通过端部加载将载荷引入到试件工作段。常用的压缩试验标准中加载方式存在端部承载的有ASTM D6484方法B、ASTM D6641、修订的ASTMD695等标准。由于其特有的加载方式，在试验过程中若不能保证压缩试件的对中精度，则试件受载时极易发生屈曲，提前出现失稳破坏，最终导致试验结果异常，不能真实反应碳纤维复合材料的性能。因此，对于ASTM D6484(方法B)、ASTM D6641、修订的ASTM D695标准，在进行压缩试验时，必须保证试件对中，并与试验机加载轴线重合。
目前，国内在进行碳纤维复合材料压缩试验时，为保证压缩试件的对中精度，一般根据夹具尺寸在底盘上画出夹具放置线或者直接在底盘安装一些可拆卸的对中条。但是采用画线对中的方式存在1）不同人员在画线时都存在一定的偏差，且对人员经验要求较高；2）只能靠人员观察压缩夹具是否放置到位，精确度较差。而采用安装对中条的方式存在1）不同压缩标准由于压缩夹具尺寸不同，需要在不同的位置安装对中条，操作繁琐； 2）试件破坏后的粉末容易堵塞底盘上的螺栓孔，维护和清理较困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具，制作和使用成本低廉，操作过程简单，能同时满足三种常用压缩试验标准下试件的对中并且精度较高，也可以大幅度提高试验效率，解决现有技术中存在的精确度较差，操作繁琐，维护和清理较困难的问题。
本发明的技术解决方案是：
一种提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具，包括底板，底板的底部设有三个以上的卡位件，卡位件均匀环绕底部设置且卡位件与底部垂直设置，卡位件共同形成用于容纳试验机底盘的卡位槽，底板设有一个以上的对中槽位。
进一步地，卡位件采用方形板或弧形板。
进一步地，底板采用圆形底板。
进一步地，底板还设有缺口，缺口连通对中槽位。
进一步地，对中槽位包括第一对中槽、第二对中槽和第三对中槽，第一对中槽分别连通第二对中槽和第三对中槽。
进一步地，该提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具的使用方法为：首先将底板的卡位件定位在试验机底盘上，然后将压缩试件安装于相应的压缩夹具内，再将该压缩夹具放置在试验机底盘上并与底板上的对中槽位对齐，从而使得压缩试件纵轴线与试验机加载轴线重合。
本发明的有益效果是：该种提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度专用夹具，结构设计简单、合理，制造和使用成本低廉，易于装卸、清理和维护。使用本夹具可同时满足三种不同压缩标准下碳纤维复合材料的压缩试件的对中，并且对中精度较高。使用本夹具可大幅度提高压缩试验效率。
附图说明
图1是本发明实施例提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具的结构示意图；
图2是实施例提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具与试验机底盘的结构示意图。
图3是实施例提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具与试验机底盘、压缩夹具、压缩试件的结构示意图。
其中：1-底板，2-卡位件，3-对中槽位，4-缺口，5-试验机底盘，6-压缩夹具，7-压缩试件；31-第一对中槽，32-第二对中槽，33-第三对中槽。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例
一种提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具，如图1，包括底板1，底板1的底部设有三个以上的卡位件2，卡位件2均匀环绕底部设置且卡位件2与底部垂直设置，卡位件2共同形成用于容纳试验机底盘5的卡位槽，底板1设有一个以上的对中槽位3。
该种提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度专用夹具，结构设计简单、合理，制造和使用成本低廉，易于装卸、清理和维护。使用本夹具可同时满足三种不同压缩标准下碳纤维复合材料的压缩试件7的对中，并且对中精度较高。使用本夹具可大幅度提高压缩试验效率。
卡位件2采用方形板或弧形板。
底板1采用圆形底板1。底板1还设有缺口4，缺口4连通对中槽位3，缺口4的设置便于放置压缩夹具6，且重量较轻。对中槽位3包括第一对中槽31、第二对中槽32和第三对中槽33，第一对中槽31分别连通第二对中槽32和第三对中槽33，通过设置三个不同尺寸和位置对中槽，每个对中槽的尺寸和位置都是根据不同试验标准的压缩夹具6尺寸设计出的，只需将安装好试件的压缩夹具6与相应的对中槽对齐就能确保压缩试件7对中，对中精度较高。通过设置多个对中槽，能够适应对个压缩夹具6，增加使用率，降低成本。
实施例在进行碳纤维复合材料压缩试验时在试验机底盘5上安装一个专用夹具。该夹具的制作和使用成本低廉，操作过程简单，能同时满足三种常用压缩试验标准下试件的对中并且精度较高，也可以大幅度提高试验效率。
该提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具的使用方法为：如图2，首先将底板1的卡位件2定位在试验机底盘5上，然后将压缩试件7安装于相应的压缩夹具6内，如图3，再将该压缩夹具6放置在试验机底盘5上并与底板1上的对中槽位3对齐，从而使得压缩试件7纵轴线与试验机加载轴线重合。
实施例的专用夹具是通过卡位件2精准定位在试验机底盘5上，安装拆卸极其简单、方便，并且对人员技术和经验要求较低。
实施例的该夹具能够同时满足碳纤维复合材料三种常用压缩标准下试件的对中，只需将安装好试件的压缩夹具6与相对应的对中槽位对齐就能确保试件对中。该夹具制作和使用成本低廉，具有操作简单、方便，精度高的特点。

Claims (5)

1.一种提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具，其特征在于：包括底板，底板的底部设有三个以上的卡位件，卡位件均匀环绕底部设置且卡位件与底部垂直设置，卡位件共同形成用于容纳试验机底盘的卡位槽，底板设有一个以上的对中槽位，底板还设有缺口，缺口连通对中槽位。
2.如权利要求1所述的提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具，其特征在于：卡位件采用方形板或弧形板。
3.如权利要求1所述的提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具，其特征在于：底板采用圆形底板。
4.如权利要求1-3任一项所述的提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具，其特征在于：对中槽位包括第一对中槽、第二对中槽和第三对中槽，第一对中槽分别连通第二对中槽和第三对中槽。
5.如权利要求1-3任一项所述的提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具，其特征在于：该提高碳纤维复合材料压缩试验试件对中精度夹具的使用方法为：首先将底板的卡位件定位在试验机底盘上，然后将压缩试件安装于相应的压缩夹具内，再将该压缩夹具放置在试验机底盘上并与底板上的对中槽位对齐，从而使得压缩试件纵轴线与试验机加载轴线重合。
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