CN112857979A - 一种简固支复合材料压缩试件试验夹具 - Google Patents

一种简固支复合材料压缩试件试验夹具 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种简固支复合材料压缩试件试验夹具，用于夹持压缩试件，包括：底座，包括均具有底座滑槽的上座体和下座体，且上座体的底座滑槽内嵌合有上半圆柱转动块，下座体的底座滑槽内嵌合有下半圆柱转动块；以及框架，包括设置于上座体和下座体之间的且具有框架滑槽的对称设置的左框架和右框架，且左框架的框架滑槽内嵌合有左半圆柱转动块，右框架的框架滑槽内嵌合有右半圆柱转动块，其中，上半圆柱转动块上固定有上滑块，下半圆柱转动块固定有下滑块，左半圆柱转动块上固定有左滑块，右半圆柱转动块上固定有右滑块，压缩试件设置于上滑块、下滑块、左滑块以及右滑块之间，通过上述四个滑块固定，且根据压缩试件的厚度来调节滑块之间的距离。

Description

一种简固支复合材料压缩试件试验夹具
技术领域
本发明涉及一种试验夹具，具体涉及一种简固支复合材料压缩试件试验夹具。
背景技术
现有的关于简支夹具装置的比较少，而现有夹具中的某些夹持试件如图1所示的加筋板压缩试验侧边支持夹具的垫块组件截面形状为楔形，与试件是尖角接触，在使用中容易导致试件中与垫块接触的部位破坏，从而影响简支边界条件的准确性，另外，加筋壁板压缩稳定性试验支持夹具及端头支持系数测试方法中提及的一种如图2所示的壁板压缩稳定试验支持夹具的半圆型铰块与平台是线接触，并且由于在试验中可能会经常承受较大的压缩载荷，因此线接触非常容易造成部件磨损，影响试验精度和夹具使用寿命。
综上，现有的夹具模拟简支边界时的准确性低，且部件之间的磨损严重，还影响了试验精度和夹具使用寿命。因此，需要设计一种能够解决上述问题的试验夹具。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种简固支复合材料压缩试件试验夹具。
本发明提供了一种简固支复合材料压缩试件试验夹具，用于夹持压缩试件，具有这样的特征，包括：底座，包括均具有底座滑槽的上座体和下座体，且上座体的底座滑槽内嵌合有上半圆柱转动块，下座体的底座滑槽内嵌合有下半圆柱转动块；以及框架，包括设置于上座体和下座体之间的且具有框架滑槽的对称设置的左框架和右框架，且左框架的框架滑槽内嵌合有左半圆柱转动块，右框架的框架滑槽内嵌合有右半圆柱转动块，其中，上半圆柱转动块上固定有上滑块，下半圆柱转动块固定有下滑块，左半圆柱转动块上固定有左滑块，右半圆柱转动块上固定有右滑块，压缩试件设置于上滑块、下滑块、左滑块以及右滑块之间，通过上述四个滑块固定，且根据压缩试件的厚度来调节滑块之间的距离，上半圆柱转动块与上底座的底座滑槽紧密配合，构成第一转动副，下半圆柱转动块与下底座的底座滑槽紧密配合，构成第而转动副，左半圆柱转动块与左框架的框架滑槽紧密配合，构成第三转动副，右半圆柱转动块与右框架的框架滑槽紧密配合，构成第四转动副，通过上述4个转动副提供约束。
在本发明提供的简固支复合材料压缩试件试验夹具中，还可以具有这样的特征：其中，上半圆柱转动块与上滑块之间通过4个内六角螺栓连接，下半圆柱转动块与下滑块之间通过4个内六角螺栓连接，左半圆柱转动块与左滑块之间通过4个内六角螺栓连接，右半圆柱转动块与右滑块之间通过4个内六角螺栓连接，上滑块、下滑块、左滑块以及右滑块上均开设有用于内六角螺栓穿过的孔，该孔为长圆孔。
在本发明提供的简固支复合材料压缩试件试验夹具中，还可以具有这样的特征：其中，内六角螺栓为短内六角螺栓或长内六角螺栓，当为简支边界条件时，内六角螺栓采用短内六角螺栓，且通过短内六角螺栓将各个滑块固定到相应的半圆柱转动块，当为固支边界条件时，内六角螺栓采用长内六角螺栓，且通过长内六角螺可将各个滑块、各个半圆柱转动块固定至上座体、下座体、左框架以及右框架。
在本发明提供的简固支复合材料压缩试件试验夹具中，还可以具有这样的特征：其中，左框架和右框架的截面形状均为三角形。
在本发明提供的简固支复合材料压缩试件试验夹具中，还可以具有这样的特征：其中，底座滑槽以及框架滑槽的截面形状为半圆形。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的简固支复合材料压缩试件试验夹具，由于半圆柱转动块与滑块组成的转动副与凹槽形成圆形接触，所以能够大大地减小转动过程中的摩擦；此外，由于采用了半圆柱转动块与底座或框架配合，相比线接触和点接触大大增大了转动副的面积，有效地提高了转动副的转动约束部件的耐磨性和使用寿命。
综上，本发明所涉及的简固支复合材料压缩试件试验夹具具有很好的实用性，易加工安装，能够适用于简支边界条件和固支边界条件的夹持，同时还可以模拟不同边界条件的组合，比如加载边固支，非加载边简支等多种边界条件的组合，此外，本实施例仅需通过更换长、短内六角螺栓可连接不同数量的夹持结构，从而使夹持结构能够轻松完成简支和固支边界约束之间的切换。
附图说明
图1是本发明的背景技术中加筋板压缩试验侧边支持夹具的结构示意图；
图2是本发明的背景技术中壁板压缩稳定试验支持夹具的结构示意图；
图3是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的爆炸示意图；
图4是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的整体示意图；
图5是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的固定有上半圆柱转动块和上滑块的上座体的结构示意图；
图6是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的固定有上半圆柱转动块和上滑块的上座体的爆炸示意图；
图7是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的上座体的结构示意图；
图8是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的固定有下半圆柱转动块和下滑块的下座体的结构示意图；
图9是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的固定有下半圆柱转动块和下滑块的下座体的爆炸示意图；
图10是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的下座体的结构示意图；
图11是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的固定有半圆柱转动块和滑块的框架的结构示意图；
图12是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的固定有半圆柱转动块和滑块的框架的爆炸示意图；
图13是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的框架的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
实施例：
图3是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的爆炸示意图，图4是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的整体示意图。
如图3和图4所示，本实施例提供一种简固支复合材料压缩试件试验夹具100，用于夹持压缩试件1，适用于简支边界条件和固支边界条件的夹持，还能模拟不同边界条件的组合，比如加载边固支，非加载边简支等多种边界条件的组合，该试验夹具100包括：底座以及框架。
图5是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的固定有上半圆柱转动块和上滑块的上座体的结构示意图，图6是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的固定有上半圆柱转动块和上滑块的上座体的爆炸示意图，图7是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的上座体的结构示意图，图8是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的固定有下半圆柱转动块和下滑块的下座体的结构示意图，图9是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的固定有下半圆柱转动块和下滑块的下座体的爆炸示意图，图10是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的下座体的结构示意图。
如图3-图10所示，底座包括均具有截面形状为半圆形的底座滑槽的上座体2和下座体3，且上座体1的底座滑槽内嵌合有上半圆柱转动块4，下座体3的底座滑槽内嵌合有下半圆柱转动块5。
本实施例中，上半圆柱转动块4上固定有上滑块6，下半圆柱转动块5固定有下滑块7，且上半圆柱转动块4与上滑块6之间通过4个内六角螺栓8连接，下半圆柱转动块5与下滑块7之间通过4个内六角螺栓8连接。
图11是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的固定有半圆柱转动块和滑块的框架的结构示意图，图12是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的固定有半圆柱转动块和滑块的框架的爆炸示意图，图13是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的框架的结构示意图。
如图3、图4以及图11-图13所示，框架包括设置于上座体2和下座体3之间的且具有截面形状为半圆形的框架滑槽的对称设置的左框架9和右框架10，且左框架9和右框架10的截面形状均为三角形，此外，左框架9的框架滑槽内嵌合有左半圆柱转动块11，右框架10的框架滑槽内嵌合有右半圆柱转动块12。
本实施例中，左半圆柱转动块11上固定有左滑块13，右半圆柱转动块12上固定有右滑块14，左半圆柱转动块11与左滑块13之间通过4个内六角螺栓连接，右半圆柱转动块12与右滑块14之间通过4个内六角螺栓8连接，上滑块6、下滑块7、左滑块13以及右滑块14上均开设有用于内六角螺栓8穿过的孔，该孔为长圆孔。
本实施例中，压缩试件1设置于上滑块6、下滑块7、左滑块13以及右滑块14之间，且各个半圆柱转动块与相应的滑块组成了夹持结构，压缩试件1通过上述四个夹持结构固定，且根据压缩试件1的厚度来调节滑块之间的距离。
另外，上半圆柱转动块4与上底座2的底座滑槽紧密配合，构成第一转动副，下半圆柱转动块5与下底座3的底座滑槽紧密配合，构成第而转动副，左半圆柱转动块11与左框架9的框架滑槽紧密配合，构成第三转动副，右半圆柱转动块12与右框架10的框架滑槽紧密配合，构成第四转动副，通过上述4个转动副提供约束，进而能够准确的模拟简支边界条件，且上述四个转动副均为面接触，因此能够具有更好的抗磨损能力和更好的强度，当上述四个转动副在工作时，需要涂抹润滑液。
图12是本发明的实施例中简固支复合材料压缩试件试验夹具的转动滑块的示意图。
此外，各转动块如图12所示，该结构上的螺纹孔是穿透的，当短内六角螺栓固定滑块和转动块时，无法穿过转动块；而当长内六角螺栓固定滑块和转动块时，可以穿过转动块，并最终能拧入到底座凹槽或框架凹槽上的螺纹孔里面。
进一步地，16个内六角螺栓8为短内六角螺栓或长内六角螺栓，当需要更换边界条件时，仅需更换内六角螺栓8即可，即当为简支边界条件时，内六角螺栓8采用短内六角螺栓，且通过短内六角螺栓将各个滑块固定到相应的半圆柱转动块，当为固支边界条件时，内六角螺栓8采用长内六角螺栓，且通过长内六角螺可将各个滑块、各个半圆柱转动块固定至上座体2、下座体3、左框架9以及右框架10，所以本实施例的试验夹具100能够用于模拟局部板架结构下的四边简支、四边固支、加载边简支非加载边固支以及加载边固支非加载边简支等约束边界情况。
本实施例的简固支复合材料压缩试件试验夹具的安装过程：
本实施例的简固支复合材料压缩试件试验夹具100在安装时，首先，将压缩试件1置于下半圆柱转动块5的下滑块7中，根据压缩试件1厚度调节滑块间距，拧紧内六角螺栓8，然后将整个转动组件放于下底座3的半圆柱滑槽中，完成压缩试件1下端的简支约束，随后按照同样的方式依次完成压缩试件1左端和右端的简支约束装载，最后完成上底,1的简支约束。此外，如果要切换成固支约束，只需要将约束滑块的短内六角螺栓更换为长内六角螺栓即可轻松完成简支到固支边界约束的切换。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的简固支复合材料压缩试件试验夹具，由于半圆柱转动块与滑块组成的转动副与凹槽形成圆形接触，所以能够大大地减小转动过程中的摩擦；此外，由于采用了半圆柱转动块与底座或框架配合，相比线接触和点接触大大增大了转动副的面积，有效地提高了转动副的转动约束部件的耐磨性和使用寿命。
根据本实施例所涉及的简固支复合材料压缩试件试验夹具，由于内六角螺栓可以为短内六角螺栓或长内六角螺栓，所以能够通过使用不同类型的螺栓来模拟不同的边界条件，并且由于长内六角螺栓由于能够穿过滑块和半圆柱转动块后，拧入到底座或框架中，达到固支边界条件的要求，而短螺栓只能将夹持试件的滑块固定于半圆形转动块中，而半圆形转动块可在底座和框架中截面形状为半圆形的滑槽中转动。
综上，本实施例所涉及的简固支复合材料压缩试件试验夹具具有很好的实用性，易加工安装，能够适用于简支边界条件和固支边界条件的夹持，同时还可以模拟不同边界条件的组合，比如加载边固支，非加载边简支等多种边界条件的组合，此外，本实施例仅需通过更换长、短内六角螺栓可连接不同数量的夹持结构，从而使夹持结构能够轻松完成简支和固支边界约束之间的切换。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种简固支复合材料压缩试件试验夹具，用于夹持压缩试件，其特征在于，包括：
底座，包括均具有底座滑槽的上座体和下座体，且所述上座体的所述底座滑槽内嵌合有上半圆柱转动块，所述下座体的所述底座滑槽内嵌合有下半圆柱转动块；以及
框架，包括设置于所述上座体和所述下座体之间的且具有框架滑槽的对称设置的左框架和右框架，且所述左框架的所述框架滑槽内嵌合有左半圆柱转动块，所述右框架的所述框架滑槽内嵌合有右半圆柱转动块，
其中，所述上半圆柱转动块上固定有上滑块，所述下半圆柱转动块固定有下滑块，所述左半圆柱转动块上固定有左滑块，所述右半圆柱转动块上固定有右滑块，
所述压缩试件设置于所述上滑块、所述下滑块、所述左滑块以及所述右滑块之间，通过上述四个滑块固定，且根据所述压缩试件的厚度来调节滑块之间的距离，
所述上半圆柱转动块与所述上底座的所述底座滑槽紧密配合，构成第一转动副，所述下半圆柱转动块与所述下底座的所述底座滑槽紧密配合，构成第而转动副，所述左半圆柱转动块与所述左框架的所述框架滑槽紧密配合，构成第三转动副，所述右半圆柱转动块与所述右框架的所述框架滑槽紧密配合，构成第四转动副，从而通过上述4个转动副提供约束。
2.根据权利要求1所述的简固支复合材料压缩试件试验夹具，其特征在于：
其中，所述上半圆柱转动块与所述上滑块之间通过4个内六角螺栓连接，
所述下半圆柱转动块与所述下滑块之间通过4个内六角螺栓连接，
所述左半圆柱转动块与所述左滑块之间通过4个内六角螺栓连接，
所述右半圆柱转动块与所述右滑块之间通过4个内六角螺栓连接，
所述上滑块、所述下滑块、所述左滑块以及所述右滑块上均开设有用于所述内六角螺栓穿过的孔，该孔为长圆孔。
3.根据权利要求2所述的简固支复合材料压缩试件试验夹具，其特征在于：
其中，所述内六角螺栓为短内六角螺栓或长内六角螺栓，
当为简支边界条件时，所述内六角螺栓采用短内六角螺栓，且通过所述短内六角螺栓将各个滑块固定到相应的半圆柱转动块，
当为固支边界条件时，所述内六角螺栓采用长内六角螺栓，且通过所述长内六角螺可将各个所述滑块、各个所述半圆柱转动块固定至所述上座体、所述下座体、所述左框架以及所述右框架。
4.根据权利要求1所述的简固支复合材料压缩试件试验夹具，其特征在于：
其中，所述左框架和所述右框架的截面形状均为三角形。
5.根据权利要求1所述的简固支复合材料压缩试件试验夹具，其特征在于：
其中，所述底座滑槽以及所述框架滑槽的截面形状为半圆形。
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