CN202614601U - 一种用于测试复合材料高温压缩强度的夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测试复合材料高温压缩强度的夹具，该夹具依靠带有锯齿状梯形块的自重来夹紧试样件；梯形块加工成锯齿状是为了减小摩擦力对实验结果的影响；夹具体采用两侧带有圆弧面的长方体结构，可保证施加单一方向的载荷，并且能很好的保证加热效率；在夹具体和试样件接触处下部设置有矩形垫块槽，可方便更换适当的材料，保护受力的夹具易损表面，延长夹具的使用寿命。本实用新型夹具在测试时，可有效的防止试样件发生屈曲失效；并且在高温条件下锯齿状梯形块与试样件的接触可减小屈曲效应对实验结果的影响，从而获得较真实压缩强度。本实用新型亦适用于测试连续纤维增强复合材料的高温剪切强度。

Description

一种用于测试复合材料高温压缩强度的夹具

技术领域

本实用新型涉及机械工艺装备技术，具体地说,涉及一种用于在高温下测试连续纤维增强复合材料板试样压缩强度的夹具。

背景技术

高温压缩性能是材料机械性能的一个重要方面。连续纤维增强复合材料通常在高温环境条件下使用，但我国目前还没有测试这种复合材料高温压缩性能的标准方法。“EN 12291:2003”标准中，针对陶瓷复合材料板试样在进行高温压缩试验时会发生屈曲现象；为提高试验的准确性，即试验过程中，在试样的两对立面放两个引伸计，其响应的不同将暗示屈曲现象的发生；如果在试验条件下，不能在试样上放引伸计，可用如下方法，一是初步室温测试：如果高温与室温下的力学性能接近，那么试样高温下抗屈曲的能力可在室温下用两引伸计进行测试来确定。如果室温下发生屈曲，则有必要改变试样尺寸，或用一种辅助工具；二是两种不同试样的测试：如果能制备两种不同厚度的试样，那么可对两不同试样（h和2h）进行试验，若直到失效结果都一样，可以认为没有屈曲问题，否则，应更改厚度（2h和4h）再进行试验，前一试验测量模量运用引伸计，第二个试验利用一较短试样进行试验。这两种试验的缺点是：需要进行多次试验消除屈曲给压缩性能的影响；此外试样的大小也不确定，给工程中带来了很大的不便。

实用新型内容

为了避免现有技术存在的不足，克服其在获得真实压缩强度之前发生屈曲失效的问题，本实用新型提出一种用于测试复合材料高温压缩强度的夹具。采用该夹具测试时，可有效的防止试样件发生屈曲失效，并且在高温条件下夹具零部件与试样件的局部接触可避免引入较大的摩擦力对实验结果的影响，从而获得较真实压缩强度；既可提高测试结果的准确度，又解决了高温下使用不同的夹具和提高其使用寿命。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:包括上压头、上压头垫块、夹具体、夹具体垫块、锯齿状梯形块，

所述上压头为T字形结构的长方体，长方体的两端部呈台阶状分别设有上压头下弧面和上压头上弧面；上压头的中间部位设置T字形上压头垫块槽，内置与上压头垫块槽吻合的T字形上压头垫块；

所述夹具体为两侧带有圆弧面的长方体，夹具体中间部位设置凹槽，凹槽内两侧有台阶，台阶的上部侧面设有内圆弧面，台阶的下部侧面设有斜面，凹槽的下部设置有矩形垫块槽，内置夹具体垫块与矩形垫块槽相吻合；

所述锯齿状梯形块的两侧面为锯齿形状，一面为锯齿直面紧靠试样件，另一面为锯齿斜面紧靠夹具体的内斜面；锯齿形状为顶面呈方形的梯形锯齿；上压头下弧面与夹具体的内圆弧面采用活动配合，锯齿状梯形块放置在夹具体的内斜面部位，且锯齿斜面与夹具体的内斜面相吻合。

所述锯齿状梯形块与夹具体的内斜面上喷涂石墨层。

所述锯齿状梯形块斜角为14～18°，锯齿间距为0.8～1.4mm，锯齿深度为0.6～1.2mm。

有益效果

本实用新型用于测试复合材料高温压缩强度的夹具，依靠带有锯齿状梯形块的自重来夹紧试样件；梯形块加工成锯齿状是为了减小摩擦力对实验结果的影响；夹具体采用两侧带有圆弧面的长方体结构，可保证施加单一方向的载荷，而且能很好的保证加热效率；在夹具体和试样件接触处下部设置有矩形垫块槽，可方便更换适当的材料，保护受力的夹具易损表面，延长夹具的使用寿命。本实用新型测试复合材料高温压缩强度的夹具测试时，可有效的防止试样件发生屈曲失效；并且在高温条件下锯齿状梯形块与试样件的局部接触可减小屈曲效应对实验结果的影响，从而获得较真实压缩强度。本实用新型亦适用于测试连续纤维增强复合材料的高温剪切强度。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型一种用于测试复合材料高温压缩强度的夹具作进一步详细说明。

图1为本实用新型测试复合材料高温压缩强度的夹具示意图。

图2为本实用新型的上压头示意图。

图3为上压头垫块的示意图。

图4为本实用新型的夹具体示意图。

图5为夹具体侧视图。

图6为夹具体垫块的示意图。

图7为本实用新型的锯齿状梯形块示意图。

图8为锯齿状梯形块的锯齿结构图。

图中:

1.上压头 2.上压头垫块 3.锯齿状梯形块 4.试样件 5.夹具体垫块6.夹具体 7.上压头垫块槽 8.上压头下弧面 9.上压头上弧面10.内斜面 11.内圆弧面 12.矩形垫块槽 13.锯齿状梯形块斜角14.锯齿状梯形块锯齿直面 15.锯齿状梯形块锯齿斜面

具体实施方式

本实施例是一种用于测试复合材料高温压缩强度的夹具。以用于测试2D-C/SiC复合材料的高温压缩强度为实施例。

参阅图1、图2，本实用新型测试复合材料高温压缩强度的夹具，其包括上压头1、上压头垫块2、锯齿状梯形块3、试样件4、夹具体垫块5、夹具体6、上压头垫块槽7、上压头下弧面8、上压头上弧面9、内斜面10、内圆弧面11、矩形垫块槽12、锯齿状梯形块斜角13、锯齿状梯形块锯齿直面14、锯齿状梯形块锯齿斜面15；上压头1是呈T字形结构的长方体，长方体的两端分别设有上压头下弧面8和上压头上弧面9；上压头1的中间部位设置T字形的上压头垫块槽7，内置与上压头垫块槽7吻合的T字形的上压头垫块2；上压头1为高温合金材料，上压头垫块2采用耐磨的SiC陶瓷材料。

如图4、图5、图6所示，本实用新型的夹具体6是两侧带有圆弧面的长方体，夹具体6中间部位设置凹槽，凹槽内两侧有台阶，台阶的上部侧面设有内圆弧面11，台阶下部侧面设有内斜面10，凹槽的下部设置有矩形垫块槽12，内置夹具体垫块5与矩形垫块槽12相吻合。锯齿状梯形块3的两侧面为锯齿形状，一面为锯齿状梯形块锯齿直面14紧靠试样件4，另一面为锯齿状梯形块锯齿斜面15紧靠夹具体6的内斜面10；上压头下弧面8与夹具体的内圆弧面11采用活动配合，锯齿状梯形块3放置在夹具体6的内斜面10部位，且锯齿状梯形块锯齿斜面15与夹具体的内斜面10相吻合。锯齿状梯形块3的锯齿形状为顶面带有方形的梯形锯齿。锯齿状梯形块3的斜面角度为14～18°，锯齿间距为0.8～1.4mm，锯齿深度为0.6～1.2mm，参见图7、图8。

安装测试：

（1）将夹具体垫块5放置在矩形垫块槽12内；

（2）在锯齿状梯形块3与夹具体的内斜面10上喷涂石墨层；

（3）将锯齿状梯形块3放置在夹具体的内斜面10上，试样件4依靠锯齿状梯形块锯齿直面14放置到位；并将上压头垫块2安装在上压头垫块槽7内，然后放置在安装好试样件4的夹具体6内；

（4）将夹具体6安装到试验机上进行试验。

Claims (3)

1.一种用于测试复合材料高温压缩强度的夹具，其特征在于包括上压头、上压头垫块、夹具体、夹具体垫块、锯齿状梯形块，

所述上压头为T字形结构的长方体，长方体的两端部呈台阶状分别设有上压头下弧面和上压头上弧面；上压头的中间部位设置T字形上压头垫块槽，内置与上压头垫块槽吻合的T字形上压头垫块；

所述夹具体为两侧带有圆弧面的长方体，夹具体中间部位设置凹槽，凹槽内两侧有台阶，台阶的上部侧面设有内圆弧面，台阶的下部侧面设有斜面，凹槽的下部设置有矩形垫块槽，内置夹具体垫块与矩形垫块槽相吻合；

所述锯齿状梯形块的两侧面为锯齿形状，一面为锯齿直面紧靠试样件，另一面为锯齿斜面紧靠夹具体的内斜面，锯齿形状为顶面呈方形的梯形锯齿；上压头下弧面与夹具体的内圆弧面采用活动配合，锯齿状梯形块放置在夹具体的内斜面部位，且锯齿斜面与夹具体的内斜面相吻合。

2.根据权利要求1所述的一种用于测试复合材料高温压缩强度的夹具，其特征在于:所述锯齿状梯形块与夹具体的内斜面上喷涂石墨层。

3.根据权利要求1所述的一种用于测试复合材料高温压缩强度的夹具，其特征在于:所述锯齿状梯形块斜角为14～18°，锯齿间距为0.8～1.4mm，锯齿深度为0.6～1.2mm。

Images