CN113514333B - 一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置及方法，属于材料性能检测技术领域。一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置及方法，包括有上梁和下梁，所述下梁设置在装置本体的底端，所述上梁和下梁上连接有导向柱，所述导向柱的底端与下梁固定连接，所述上梁滑动配合连接在导向柱上；所述上梁下端连接有龙门架上压辊组合件，所述下梁上端连接有龙门架下压辊组合件，所述龙门架上压辊组合件和龙门架下压辊组合件之间连接有附件定距架组合件；本发明解决了金属夹具高温下刚度低、对中性不好，压辊和试样之间热应力匹配等问题。

Description

一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置及方法

一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置及方法

技术领域

本发明涉及材料性能检测技术领域，尤其涉及一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置及方法。

背景技术

厚截面复合材料造价昂贵，全尺寸测量费时费力，需要提出一种可靠的测试方法用来表征厚界面复合材料的力学行为。目前ASTM和MIL-HDBK-17A对于复合材料的面内性能已经提出了充分的规范和测试指南，但还没有可靠的针对复合材料沿面外方向的力学性能表征的实验方法。随着厚截面复合材料层合板使用情况逐年增加，例如复合材料叶片、复合材料液压执行器、复合材料轴承等有明显的沿厚度方向的压缩应力，这就需要制备没有缺陷的复合材料厚板来满足工程需求。因此，精确获取材料的面外性能参数对结构设计和精确的故障预测至关重要。为了进一步拓展耐高温树脂基复材体系的应用，其常温、高温环境下的力学性能测试和表征是必要环节。

但目前在高温环境中尚无可靠的高温树脂基复合材料力学性能实验设备和方法。市面上常见的传统试验夹具一般将夹具的上下两部分分别和力学试验机的上下横梁相连，这样夹具载荷的传递极大的依赖与试验机的同轴度，若试验机的精度不能很好的保证，则会使得载荷偏离试样的几何中心，额外产生的弯矩会导致试样提前破坏，不能得到真实的力学性能；除此之外，高温下由于金属压辊和复合材料试样的热膨胀系数不同导致热应力存在，导致试样可能提前出现破坏等现象，传统金属压辊高温环境下刚度下降，导致实验过程中压辊出现变形，不能对试样传递有效的载荷；为了解决上述局限性，本发明提出一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置及方法，以解决金属夹具高温下刚度低、对中性不好，压辊和试样之间热应力匹配等问题，大大提高了高温实验的精度和可靠性，为高温树脂基结构复合材料的应用提供必要支撑。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置，包括有上梁和下梁，所述下梁设置在装置本体的底端，所述上梁和下梁上连接有导向柱，所述导向柱的底端与下梁固定连接，所述上梁滑动配合连接在导向柱上；所述上梁下端连接有龙门架上压辊组合件，所述下梁上端连接有龙门架下压辊组合件，所述龙门架上压辊组合件和龙门架下压辊组合件之间连接有附件定距架组合件。

优选地，所述龙门架上压辊组合件包括有上龙门架，所述上龙门架通过连接螺栓固定安装在上梁的下端，所述上龙门架的架体两侧均固定安装有第一轴承和第一孔用挡圈，所述第一轴承和第一孔用挡圈内插接有上压辊，所述上压辊通过第一轴承转动连接在上龙门架上，所述上压辊的一端还固定连接有第一轴用挡圈。

优选地，所述龙门架下压辊组合件包括有下龙门架和下压辊，所述下龙门架通过连接螺栓固定安装在下梁顶端，所述下龙门架的架体两侧均固定安装有第二轴承和第二孔用挡圈，所述第二轴承和第二孔用挡圈内插接有下压辊，所述下压辊通过第二轴承转动连接在下龙门架上，所述下压辊上还套连有O形圈，所述下压辊上靠近O形圈一侧的末端固定连接有第二轴用挡圈。

优选地，所述附件定距架组合件包括有定距架本体，所述定距架本体的上端设置有第一固定螺栓，所述定距架本体的下端设置有第二固定螺栓，所述定距架本体通过第一固定螺栓和第二固定螺栓分别与上梁和下梁固定连接；所述定距架本体之间还设置有空腔，所述空腔内设置有试样对中器，所述试样对中器的顶端固定连接在上梁的底面上，所述试样对中器与龙门架上压辊组合件和龙门架下压辊组合件相匹配。

优选地，所述导向柱由碳纤维增强聚酰亚胺复合材料制成，采用碳纤维单丝浸入聚酰亚胺树脂后缠绕固化成型；所述碳纤维单丝为T700、T800、T1000、M40J或M55J碳纤维单丝；所述聚酰亚胺树脂为玻璃化转变温度在450℃以上的热固性聚酰亚胺树脂；

所述上压辊和下压辊由玻璃纤维增强聚酰亚胺复合材料制成，采用玻璃纤维单丝浸入聚酰亚胺树脂后缠绕固化成型；所述玻璃纤维牌号为S2高强玻璃纤维单丝或S6C10玻璃纤维；所述聚酰亚胺树脂为玻璃化转变温度在450℃以上的热固性聚酰亚胺树脂，采用聚酰亚胺复合材料制成的导向柱、上压辊和下压辊，能够有效承受500℃以下的高温环境，在高温环境中还能保持较好的刚度。

优选地，所述导向柱、上压辊和下压辊制备过程中进行缠绕工艺时，缠绕角度为[45/0/-45/90]_2s缠绕，共厚度为2mm，这样既可以保证其热膨胀系数能够达到最小，又能够使得压辊保证一定的刚度和强度，使得在实验过程中自身不发生变形；每一层缠绕完毕后，采用抽真空方式去除树脂中的挥发出的溶剂，保持真空泵不低于0.9MPa真空度，除溶剂温度保持在100-120℃，2h温度过低溶剂不能完全挥发，无法排除树脂中的所有气体；温度过高，溶剂瞬间气化，导致复合材料内部出现许多微孔洞，降低材料性能。

优选地，所述上压辊和下压辊的半径R尺寸均可调整，半径范围限定在3mm～10mm，压辊半径太小容易引起顶部和底部的应力集中，导致试样在压辊处发生破坏；压辊半径太大，会导致安装过程中出现干涉，影响实验设置。

一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的方法，包括以下步骤：

S1、根据实验要求选择试样尺寸、上压辊和下压辊之间的跨距以及上压辊的直径，并选择合适跨距安装备用；

S2、将试样放好在装置本体中，并将整个装置本体放置在实验机上，调整装置本体保证底座水平；

S3、将试样对中器安装到上梁上，然后再将试样对中调好，保证装置本体在实验机的对中；

S4、操作控制器进行力学性能测试实验准备工作；

S5、操作温控箱，根据要求设置升温曲线、升温速率和保温时间；

S6、当环境温度达到预设要求后，启动实验机开始加载，启用位移控制，并记录加载时间、位移和力值；

S7、加载结束后，操作温控箱，等待温度降至室温后取出测试装置，记录试样破坏情况并完成数据处理。

与现有技术相比，本发明提供了一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置及方法，具备以下有益效果：

（1）本发明采用耐高温聚酰亚胺复合材料制成的导向柱，起到导向、定位、增强刚性的作用；一方面聚酰亚胺复合材料有极强的耐热性，能够使导向柱在高温下仍能够保持优异的刚度，另一方面也有效解决了高温下夹具导向困难、定位不精确的问题。

（2）经过优化的缠绕设计，使得玻璃纤维制成的上压辊和下压辊能够有效抵消树脂在高温下的膨胀，极大降低了压辊的热膨胀系数，有效增加了压辊和试样之间的热应力匹配性。

（3）本发明采用多次真空多次去除溶剂的工艺方法，能够有效降低材料构件中的空隙，提高产品的成型率。

（4）本发明的夹具可根据试样大小和实验装置更换上压辊和下压辊直径，调整跨距，适用范围广，且夹具可放入环境箱中进行加热，设备投资少，制造成本较低。

综上所述，本发明有效解决了现有设计金属夹具高温下刚度低、对中性不好，压辊和试样之间热应力匹配等问题。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置的整体结构示意图；

图2为本发明提出的种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置的装配程序图；

图3为本发明提出的一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置的龙门架上压辊组合件装配程序图；

图4为本发明提出的一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置的龙门架下压辊组合件装配程序图；

图5为本发明提出的一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置的附件定距架组合件装配程序图；

图6为本发明提出的一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的下梁与龙门架下压辊组合件装配程序图；

图7为本发明提出的一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的试样对中器安装示意图。

图号说明：

1、上梁；2、下梁；3、导向柱；4、龙门架上压辊组合件；401、上龙门架；402、第一轴承；403、第一孔用挡圈；404、上压辊；405、第一轴用挡圈；5、龙门架下压辊组合件；501、下龙门架；502、第二轴承；503、第二孔用挡圈；504、下压辊；505、O形圈；506、第二轴用挡圈；6、附件定距架组合件；601、定距架本体；602、第一固定螺栓；603、第二固定螺栓；7、试样对中器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

请参阅图1-7，一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置，包括有上梁1和下梁2，下梁2设置在装置本体的底端，上梁1和下梁2上连接有导向柱3，导向柱3的底端与下梁2固定连接，上梁1滑动配合连接在导向柱3上；上梁1下端连接有龙门架上压辊组合件4，下梁2上端连接有龙门架下压辊组合件5，龙门架上压辊组合件4和龙门架下压辊组合件5之间连接有附件定距架组合件6。

龙门架上压辊组合件4包括有上龙门架401，上龙门架401通过连接螺栓固定安装在上梁1的下端，上龙门架401的架体两侧均固定安装有第一轴承402和第一孔用挡圈403，第一轴承402和第一孔用挡圈403内插接有上压辊404，上压辊404通过第一轴承402转动连接在上龙门架401上，上压辊404的一端还固定连接有第一轴用挡圈405。

龙门架下压辊组合件5包括有下龙门架501和下压辊504，下龙门架501通过连接螺栓固定安装在下梁2顶端，下龙门架501的架体两侧均固定安装有第二轴承502和第二孔用挡圈503，第二轴承502和第二孔用挡圈503内插接有下压辊504，下压辊504通过第二轴承502转动连接在下龙门架501上，下压辊504上还套连有O形圈505，下压辊504上靠近O形圈505一侧的末端固定连接有第二轴用挡圈506。

附件定距架组合件6包括有定距架本体601，定距架本体601的上端设置有第一固定螺栓602，定距架本体601的下端设置有第二固定螺栓603，定距架本体601通过第一固定螺栓602和第二固定螺栓603分别与上梁1和下梁2固定连接；定距架本体601之间还设置有空腔，空腔内设置有试样对中器7，试样对中器7的顶端固定连接在上梁1的底面上，试样对中器7与龙门架上压辊组合件4和龙门架下压辊组合件5相匹配。

导向柱3由碳纤维增强聚酰亚胺复合材料制成，采用碳纤维单丝浸入聚酰亚胺树脂后缠绕固化成型；碳纤维单丝为T700、T800、T1000、M40J或M55J碳纤维单丝；聚酰亚胺树脂为玻璃化转变温度在450℃以上的热固性聚酰亚胺树脂；

上压辊和下压辊由玻璃纤维增强聚酰亚胺复合材料制成，采用玻璃纤维单丝浸入聚酰亚胺树脂后缠绕固化成型；玻璃纤维牌号为S2高强玻璃纤维单丝或S6C10玻璃纤维；聚酰亚胺树脂为玻璃化转变温度在450℃以上的热固性聚酰亚胺树脂，采用聚酰亚胺复合材料制成的导向柱、上压辊和下压辊，能够有效承受500℃以下的高温环境，在高温环境中还能保持较好的刚度。

导向柱3、上压辊404和下压辊504制备过程中进行缠绕工艺时，缠绕角度为[45/0/-45/90]_2s缠绕，共厚度为2mm，这样既可以保证其热膨胀系数能够达到最小，又能够使得压辊保证一定的刚度和强度，使得在实验过程中自身不发生变形；每一层缠绕完毕后，采用抽真空方式去除树脂中的挥发出的溶剂，保持真空泵不低于0.9MPa真空度，除溶剂温度保持在100-120℃，2h温度过低溶剂不能完全挥发，无法排除树脂中的所有气体；温度过高，溶剂瞬间气化，导致复合材料内部出现许多微孔洞，降低材料性能。

上压辊404和下压辊504的半径R尺寸均可调整，半径范围限定在3mm～10mm，压辊半径太小容易引起顶部和底部的应力集中，导致试样在压辊处发生破坏；压辊半径太大，会导致安装过程中出现干涉，影响实验设置。

装置本体安装调试完毕后，在上梁1的表面喷漆制备散斑，采用CCD相机集合结合数字图像相关方法输出夹具在实验中的位移，所制备的散斑既能在高温环境中有良好的热稳定性，散斑不会出现脱落、氧化等现象，又能在常温环境中保持良好操作工艺性，其具体制备方法包括以下步骤：

A1、首先将有机硅树脂、环氧树脂、分散剂按照一定比例（100：100：1）溶解在二甲苯等有机溶剂中；

A2、根据颜色需求的不同，加入纳米氧化铝颗粒使耐高温涂层表现出哑光白色，加入石墨和高温铁黑使涂层表现出哑光黑色；

A3、经磁力搅拌器充分搅拌溶解后，形成耐高温涂层溶液；常温下其黏度很低，可以使用喷枪或喷笔在试样表面薄喷多遍，最终形成一层耐高温白色底漆；

A4、将喷涂好的试样室温固化半小时，放入烘箱100℃固化1小时；

A5、待自然降温冷却后，在距离试样表面约30cm的距离随机喷撒耐高温黑色涂层，若喷撒失误也可用丙酮擦去，且白色底漆不会发生变化；

A6、最终形成表面随机且质量稳定的高温黑色散斑，按上述相同步骤完成固化。

一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的方法，包括以下步骤：

S1、根据实验要求选择试样尺寸、上压辊404和下压辊504之间的跨距以及上压辊404的直径，并选择合适跨距安装备用；

S2、将试样放好在装置本体中，并将整个装置本体放置在实验机上，调整装置本体保证底座水平；

S3、将试样对中器7安装到上梁1上，然后再将试样对中调好，保证装置本体在实验机的对中；

S4、操作控制器进行力学性能测试实验准备工作；

S5、操作温控箱，根据要求设置升温曲线、升温速率和保温时间；

S6、当环境温度达到预设要求后，启动实验机开始加载，启用位移控制，并记录加载时间、位移和力值；

S7、加载结束后，操作温控箱，等待温度降至室温后取出测试装置，记录试样破坏情况并完成数据处理。

本发明采用耐高温聚酰亚胺复合材料制成的导向柱3，起到导向、定位、增强刚性的作用；一方面聚酰亚胺复合材料有极强的耐热性，能够使导向柱3在高温下仍能够保持优异的刚度，另一方面也有效解决了高温下夹具导向困难、定位不精确的问题；经过优化的缠绕设计，使得玻璃纤维制成的上压辊404和下压辊504能够有效抵消树脂在高温下的膨胀，极大降低了压辊的热膨胀系数，有效增加了压辊和试样之间的热应力匹配性；本发明采用多次真空多次去除溶剂的工艺方法，能够有效降低材料构件中的空隙，提高产品的成型率；本发明的夹具可根据试样大小和实验装置更换上压辊404和下压辊504直径，调整跨距，适用范围广，且夹具可放入环境箱中进行加热，设备投资少，制造成本较低。综上所述，本发明有效解决了现有设计金属夹具高温下刚度低、对中性不好，压辊和试样之间热应力匹配等问题。

实施例2：

请参阅图1-7，基于实施例1又有所不同之处在于；

树脂基复合材料通过剪切力学性能试验的双轴导向的力学加载装置（如图1所示），本装置主要由下梁2，上梁1，导向柱3，龙门架上压辊组合件4，龙门架下压辊组合件5，附件定距架组合件6组成。龙门架上压辊组合件4和龙门架下压辊组合件5可按需沿上梁1、下梁2上暗槽左右50-160mm（试验跨距）内自由调节。

图2为装置本体装配程序图。先将上梁1中部有纵向沟槽，横向凸台的这面朝下，将其中部矩形孔对正附件定距架组合件6上端矩形凸台，装到附件定距架组合件6上。把直线轴承按其下箭头方向对正上梁1两端安装孔向下压入上梁1上，再用固定螺栓拧紧将直线轴承固定在上梁1上，然后按图2右侧所示，将龙门架上压辊组合件4上缺口对正上梁1下凸台，按图2左箭头方向向左推至附件定距架组合件6附件定距架组合件右侧壁，再用固定螺栓吊在上梁1上，接着将定距架本体601的压板先套在固定螺栓上，随后将龙门架上压辊组合件4压靠至附件定距架组合件6上，然后将固定螺栓拧紧，将上压辊404牢牢固定。同样的按图2左侧所示，将龙门架上压辊组合件4上缺口对正上梁1下凸台，按图6左箭头方向向右推至附件定距架组合件6附件定距架组合件左侧壁，再用固定螺栓吊在上梁1上，接着将定距架本体601架压板先套至固定螺栓上，随后将龙门架上压辊组合件4压靠至附件定距架组合件6上，然后将固定螺栓拧紧，将上压辊404牢牢固定。随后将固定直线轴承的固定螺栓松开，如图2上图所示，将导向柱3标有螺纹那头向下，向下穿过直线轴承内孔插入下梁2与龙门架下压辊组合件5两端尖孔内，再按图2下图所示，向上拧紧固定螺栓将导向柱3、下梁2与龙门架下压辊组合件5固定，拆除其他零件。反复松拧固定直线轴承的固定螺栓，直至上梁1沿导向柱3上下全程滑动自如才拧紧固定螺栓。为防止上梁1向上滑出，将顶部的限位螺栓向下拧紧到导向柱3上端的螺孔中待用。

图3为龙门架上压辊组合件装配程序图。先将上龙门架401的龙门开口朝下，按图3，右下箭头方向将第一轴承402向左压入上龙门架401上，再用第一孔用挡圈403将第一轴承402挡住。再按图3左下箭头方向将第一轴承402向右压入上龙门架401中，再用第一孔用挡圈403将第一轴承402挡住，然后再用右下箭头方向将上压辊404对正第一轴承402内孔向左插到底，为防止第一轴承402滑出，再用第一轴用挡圈403将上压辊404固定待用。

本发明龙门架下压辊组合件程序见图4，下龙门架501开口朝下，按图4，右侧箭头方向将第二轴承502向左压入下龙门架501的孔中，到底再用孔用挡圈503将第二轴承502挡住；同理再按图4左侧箭头方向将第二轴承502向右压入下龙门架501的孔中，到底再用第二孔用挡圈503将第二轴承502挡住。再按图4右侧箭头方向将下压辊504对正第二轴承502内孔向左插到下龙门架501大致一半深度时，按图4左侧箭头方向将O形圈505套至下压辊504上，然后继续将下压辊504滑出，再用轴用挡圈506将下压辊504固定，最后将O形圈505定位至距下龙门架501侧壁30mm处待用。

图5为附件定距架组合件6装配程序图。先将定距架本体601朝下立住，按图5下部所示，用第二固定螺栓603左右两件分别对正定距架本体601下部的螺孔，按箭头方向将第二固定螺栓603左右两件装到定距架本体601下部；同样按图4上部所示，用第一固定螺栓602左右两件分别对正定距架本体601上部的螺孔，按箭头方向将第一固定螺栓602左右两件装到定距架本体601上部，拧紧第一固定螺栓602待用。

图6为下梁与龙门架下压辊组合件装配程序图。将下梁2有横向凸的这面朝上，下梁2中部有螺孔的这面朝下，将固件定距架组合件6小头的矩形凸块朝下，插入下梁2的矩形孔内，再将龙门架下压辊组合件5底槽对正下梁2的凸台上，如图6左侧下箭头方向向右推到下梁2的凸台上，如图5右侧图所示，将定距架本体601的短压板套在固定螺栓上，紧靠龙门架下压辊组合件5左侧壁。随同龙门架下压辊组合件5一起对正附件定距架组合件6下方的螺孔，向右装到附件定距架组合件6上，拧紧固定螺栓。然后再将螺栓按图6左侧下箭头方向向上拧紧，将下梁2的与龙门架下压辊组合件5固定在一起。同样按图5右侧图所示，将定距架本体601短压板套在固定螺栓上，紧靠龙门架下压辊组合件5右侧壁，将固定螺栓对上附件定距架组合件6的螺孔。将龙门架下压辊组合件5底槽对正下梁2的凸台，一起向左装到附件定距架组合件6上，拧紧固定螺栓。然后将螺栓按箭头方向向上，将下梁2与龙门架下压辊组合件5固定。

图7为试样对中器的安装图。将导向柱3放置在平台上，将上梁1抬高按图7作图所示，将等边直角试样开口朝上，放至龙门架下压辊组合件5的上轴上，如图7图右所示向左推至O形圈505，使等边直角试样左右对中；然后将上梁1放下，使其上的上压辊404压至等边直角试样上。最后按图7最右图所示将试样对中器7对正上梁1中沟槽一边向左推，一边轻轻敲打等边直角试样，使试样前后对中。检查上下四压辊全部压至试样上，最后将试样对中器7拔出，此时树脂基复合材料等边直角试样剪切力学试验双轴导向装置才全部装配完成。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置，包括有上梁（1）和下梁（2），其特征在于，所述下梁（2）设置在装置本体的底端，所述上梁（1）和下梁（2）上连接有导向柱（3），所述导向柱（3）的底端与下梁（2）固定连接，所述上梁（1）滑动配合连接在导向柱（3）上；所述上梁（1）下端连接有龙门架上压辊组合件（4），所述下梁（2）上端连接有龙门架下压辊组合件（5），所述龙门架上压辊组合件（4）和龙门架下压辊组合件（5）之间连接有附件定距架组合件（6）；

所述龙门架上压辊组合件（4）包括有上龙门架（401），所述上龙门架（401）通过连接螺栓固定安装在上梁（1）的下端，所述上龙门架（401）的架体两侧均固定安装有第一轴承（402）和第一孔用挡圈（403），所述第一轴承（402）和第一孔用挡圈（403）内插接有上压辊（404），所述上压辊（404）通过第一轴承（402）转动连接在上龙门架（401）上，所述上压辊（404）的一端还固定连接有第一轴用挡圈（405）；

所述龙门架下压辊组合件（5）包括有下龙门架（501）和下压辊（504），所述下龙门架（501）通过连接螺栓固定安装在下梁（2）顶端，所述下龙门架（501）的架体两侧均固定安装有第二轴承（502）和第二孔用挡圈（503），所述第二轴承（502）和第二孔用挡圈（503）内插接有下压辊（504），所述下压辊（504）通过第二轴承（502）转动连接在下龙门架（501）上，所述下压辊（504）上还套连有O形圈（505），所述下压辊（504）上靠近O形圈（505）一侧的末端固定连接有第二轴用挡圈（506）；

所述附件定距架组合件（6）包括有定距架本体（601），所述定距架本体（601）的上端设置有第一固定螺栓（602），所述定距架本体（601）的下端设置有第二固定螺栓（603），所述定距架本体（601）通过第一固定螺栓（602）和第二固定螺栓（603）分别与上梁（1）和下梁（2）固定连接；所述定距架本体（601）之间还设置有空腔，所述空腔内设置有试样对中器（7），所述试样对中器（7）的顶端固定连接在上梁（1）的底面上，所述试样对中器（7）与龙门架上压辊组合件（4）和龙门架下压辊组合件（5）相匹配。

2.根据权利要求1所述一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置，其特征在于，所述导向柱（3）由碳纤维增强聚酰亚胺复合材料制成，采用碳纤维单丝浸入聚酰亚胺树脂后缠绕固化成型；所述碳纤维单丝为T700、T800、T1000、M40J或M55J碳纤维单丝；所述聚酰亚胺树脂为玻璃化转变温度在450℃以上的热固性聚酰亚胺树脂；

所述上压辊（404）和下压辊（504）由玻璃纤维增强聚酰亚胺复合材料制成，采用玻璃纤维单丝浸入聚酰亚胺树脂后缠绕固化成型；所述玻璃纤维牌号为S2高强玻璃纤维单丝或S6C10玻璃纤维；所述聚酰亚胺树脂为玻璃化转变温度在450℃以上的热固性聚酰亚胺树脂。

3.根据权利要求2所述一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置，其特征在于，所述导向柱（3）、上压辊（404）和下压辊（504）制备过程中进行缠绕工艺时，缠绕角度为[45/0/-45/90]2s缠绕，共厚度为2mm；每一层缠绕完毕后，采用抽真空方式去除树脂中的挥发出的溶剂，保持真空泵不低于0.9MPa真空度，除溶剂温度保持在100-120℃，2h。

4.根据权利要求2所述一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置，其特征在于，所述上压辊（404）和下压辊（504）的半径R尺寸均可调整，半径范围限定在3mm～10mm。

5.根据权利要求1-4中任一所述的一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的装置所使用的一种用于测量复合材料面外拉伸力学性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据实验要求选择试样尺寸、上压辊（404）和下压辊（504）之间的跨距以及上压辊（404）的直径，并选择合适跨距安装备用；

S2、将试样放好在装置本体中，并将整个装置本体放置在实验机上，调整装置本体保证底座水平；

S3、将试样对中器（7）安装到上梁（1）上，然后再将试样对中调好，保证装置本体在实验机的对中；

S4、操作控制器进行力学性能测试实验准备工作；

S5、操作温控箱，根据要求设置升温曲线、升温速率和保温时间；

S6、当环境温度达到预设要求后，启动实验机开始加载，启用位移控制，并记录加载时间、位移和力值；

S7、加载结束后，操作温控箱，等待温度降至室温后取出测试装置，记录试样破坏情况并完成数据处理。

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