CN203551346U - 粘接界面ⅲ型断裂能量释放率的测试试件 - Google Patents
粘接界面ⅲ型断裂能量释放率的测试试件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203551346U CN203551346U CN201320555921.5U CN201320555921U CN203551346U CN 203551346 U CN203551346 U CN 203551346U CN 201320555921 U CN201320555921 U CN 201320555921U CN 203551346 U CN203551346 U CN 203551346U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- test
- test specimen
- energy release
- release rate
- bonding interface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件，试件包括两块长方形平板，两块长方形平板在最大的面上通过粘接面粘接在一起，其中粘接面为长方形，其中粘接面的三个边界与平板的边界重合，两个长方形平板未粘接部分为初始裂纹。本实用新型能够有效且稳定的测定粘接界面的Ⅲ型断裂能量释放率，并且可以在一般万能实验机上完成实验。
Description
技术领域
本实用新型属于固体力学基本力学特性测试领域，特别是一种粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件。
背景技术
能量释放率定义为裂纹扩展单位面积时裂纹体所释放出来的能量，与结构的受力形式、裂纹尺寸和形式有关。通常，将能量释放率临界值成为断裂韧度，是材料或者粘接界面的一个特征参数，是材料或者界面阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量。是材料固有的特性，与材料本身、热处理及加工工艺有关。
基本的断裂模式有Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型。Ⅰ型断裂也叫张开型断裂（open mode），是一种最为危险也是研究最为深入的断裂模式。Ⅱ型断裂也叫滑移型断裂（slide mode），Ⅲ型断裂也叫撕裂型断裂（twist mode），它们都和剪切应力有关。关于Ⅰ型、Ⅱ型断裂基本参数的测量有了长足的发展，测试方法较同意有些已经形成标准，如用于测量Ⅰ型断裂参数的紧凑拉伸实验，单边切口拉伸实验、双边切口拉伸实验、单边切口三点弯曲实验，中心裂纹压缩试验等；用于测量Ⅱ型断裂参数的单剪切实验、双剪切实验，侧边开口三点弯曲实验等。
关于Ⅲ型裂纹开裂的研究比较少，未能形成统一的标准及方法。目前用的方法有：滑道式裂纹剪切（crack rail shear）、悬臂梁开裂（split cantilever beam）剪切、边裂纹扭转（edge crack torsion）、倾斜裂纹拉伸（slant notch tension）等，然而这些方法存在一定的缺陷。有的不能提供纯剪切应力，断裂不再是简单的Ⅲ型断裂，变成复合型断裂(见A comparison of Mode III threshold under simple shear and RCF conditions，M.G.Tarantino,S.Beretta,S.Foletti,J.Lai，Engineering Fracture Mechanics，Volume78,Issue8,May2011,Pages1742–1755)。有的则是受试件及材料本身特性的限制，在实验过程中发生Ⅰ型、Ⅱ型断裂，导致实验成功率低。或者实验需要专有的实验设备，无法再万能实验机上完成(见A comparison of Mode III threshold under simple shear and RCF conditions，M.G.Tarantino,S.Beretta,S.Foletti,J.Lai，Engineering Fracture Mechanics，Volume78,Issue8,May2011,Pages1742–1755)。并且该方法必能应用于界面III断裂实验。文献“Design and analysis of a new six-point edge crack torsion(6ECT)specimen for mode III interlaminar fracture characterisation”（A.B.Pereira,A.B.de Morais,M.F.S.F.de Moura，Composites Part A:Applied Science and Manufacturing，Volume42,Issue2,February2011,Pages131–139），提出了一种板条状试件6点边界加载试验，试验中加载点较多，而且不利于对称加载，因此有必要对Ⅲ型裂纹断裂韧性的测试试件及实验方法做出改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种等够有效且易操作的用于测量粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件。
实现本实用新型目的的技术解决方案为：
一种粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件，试件包括两块长方形平板，两块长方形平板在最大的面上通过粘接面粘接在一起，其中粘接面为长方形，其中粘接面的三个边界与平板的边界重合，两个长方形平板未粘接部分为初始裂纹。
本实用新型与现有技术相比，其显著优点：
（1）利用本实用新型粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件，可以保证相对的纯剪切应变，保证试件断裂为Ⅲ型裂纹断裂。
（2）试件简单易于操作与加工，实验简单，有利于较少实验经费。
（3）应用本试件配合专用夹具在万能实验机上完成实验，故而试验系统简单，有利于消除测试的系统误差。
（4）通过本实用新型试件得到的测试结果可以直接带入能量释放率的计算公式计算，不需要中间转换步骤，计算简单。
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
附图说明
图1是本实用新型粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件的主视图。
图2是本实用新型粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件的侧视图。
图3是本实用新型粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件的轴测图及力加载图。
具体实施方式
本实用新型一种粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件，试件包括两块长方形平板，两块长方形平板在最大的面上通过粘接面粘接在一起，其中粘接面为长方形，其中粘接面的三个边界与平板的边界重合，两个长方形平板未粘接部分为初始裂纹，试件的长度及宽度大于厚度的8倍，初始裂纹长度小于粘接面的宽度，初始裂纹小于试件宽度的1/2。
结合图1、图2、图3，粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试采用两点支撑、两点等力加载的方法。试件位于xy平面内。a、a’为试件的两个支撑点，b、b’为力加载点。支撑力平行于z轴，加载力P方向平行于-z轴。这种加载方法能够保证为试件提供纯剪切应力。试件为平板型单边切口试件，两材料中间为粘接面，并预置初始裂纹，以引导试件的断裂。
本实用新型粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件，试件的长度及宽度应大于厚度的8倍。
本实用新型粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件，试件的初始裂纹应小于试件宽度的1/2，以保证试件有足够的机械强度。
本实用新型粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件，其实验加载方法为对角对称加载，在不同的对角线上加载方向相反，以保证为试件提供纯剪应力。
本实用新型粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件，其实验加载力及支撑力方向均垂直于试件平面，且方向相反，以保证剪应力方向平行于xy面。
本实用新型粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件使用过程如下：试件水平放置于与实验设备支撑座上，支撑座支点与a、a'点接触，保证试件与支撑方向垂直，而后实验设备对试件加载，两加载点作用于b、b'点上，加载方向垂直于试件平面。此种加载方法可以保证提供相对的纯剪切加载，也保证了实验方法的简单易行。
实践证明，粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件能够用于粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试，而且实验成功率相对于其它实验方法有较高的成功率，同时等保证纯剪切加载，操作简单易行，有利于实验系统误差的消除。
实施例1：
将本实用新型Ⅲ型裂纹断裂韧性的测试试件，应用于铝-铝用聚四氟乙烯粘接的粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率中，制作粘接结构的平板型粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件。为保证测试的有效性，根据本实用新型中权利要求的说明，试件长100mm，宽80mm。由于铝的密度较小，且刚度相对较大，故单个铝板厚度可取厚度4mm，聚四氟乙烯粘接面为韧性较小，切强度相对较小，故初始裂纹长度可取较小值，取10mm。，实践证明，实用新型粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件可很好的应用于铝-铝用聚四氟乙烯粘接的粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率中，试件沿粘接面滑移断开，证明了断裂为Ⅲ型，加载为剪切应变。
实施例2：
将本实用新型Ⅲ型裂纹断裂韧性的测试试件，应用于铝-铝用丁羟胶（HTPB/DPI）粘接的粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率中，制作粘接结构的平板型粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件。为保证测试的有效性，根据本实用新型中权利要求的说明，试件长100mm，宽80mm。由于铝的密度较小，且刚度相对较大，故单个铝板厚度可取厚度4mm，HTPB/DPI粘接面为韧性较大，切强度相对较小，故初始裂纹长度可取较大值，取30mm。，实践证明，实用新型粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件可很好的应用于于铝-铝用丁羟胶（HTPB/DPI）粘接的粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率中，试件沿粘接面滑移断开，证明了断裂为Ⅲ型，加载为剪切应变。
Claims (4)
1.一种粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件，其特征在于：试件包括两块长方形平板，两块长方形平板在最大的面上通过粘接面粘接在一起，其中粘接面为长方形，其中粘接面的三个边界与平板的边界重合，两个长方形平板未粘接部分为初始裂纹。
2.根据权利要求1所述的一种粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件，其特征在于：所述的试件的长度及宽度大于厚度的8倍。
3.根据权利要求1所述的一种粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件，其特征在于：所述的初始裂纹长度小于粘接面的宽度。
4.根据权利要求1所述的一种粘接界面Ⅲ型断裂能量释放率的测试试件，其特征在于：所述的初始裂纹小于试件宽度的1/2。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320555921.5U CN203551346U (zh) | 2013-09-06 | 2013-09-06 | 粘接界面ⅲ型断裂能量释放率的测试试件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320555921.5U CN203551346U (zh) | 2013-09-06 | 2013-09-06 | 粘接界面ⅲ型断裂能量释放率的测试试件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203551346U true CN203551346U (zh) | 2014-04-16 |
Family
ID=50469444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320555921.5U Expired - Fee Related CN203551346U (zh) | 2013-09-06 | 2013-09-06 | 粘接界面ⅲ型断裂能量释放率的测试试件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203551346U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103454130A (zh) * | 2013-09-06 | 2013-12-18 | 南京理工大学 | 粘接界面ⅲ型断裂能量释放率的测试试件 |
| CN106404562A (zh) * | 2016-10-08 | 2017-02-15 | 四川大学 | 用于岩石ii型动态断裂韧度测试的试件及测试方法 |
| CN112525644A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-19 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 预制裂纹铜合金聚氨酯粘结结构拉伸扯离试件及制作方法 |
-
2013
- 2013-09-06 CN CN201320555921.5U patent/CN203551346U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103454130A (zh) * | 2013-09-06 | 2013-12-18 | 南京理工大学 | 粘接界面ⅲ型断裂能量释放率的测试试件 |
| CN106404562A (zh) * | 2016-10-08 | 2017-02-15 | 四川大学 | 用于岩石ii型动态断裂韧度测试的试件及测试方法 |
| CN112525644A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-19 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 预制裂纹铜合金聚氨酯粘结结构拉伸扯离试件及制作方法 |
| CN112525644B (zh) * | 2020-12-22 | 2022-03-22 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 预制裂纹铜合金聚氨酯粘结结构拉伸扯离试件及制作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203551346U (zh) | 粘接界面ⅲ型断裂能量释放率的测试试件 | |
| Ferraris et al. | Comparison of shear strength tests on AV119 epoxy-joined carbon/carbon composites | |
| CN104526741B (zh) | 一种实验室用碳纤维切割装置及其切割方法 | |
| Williams et al. | Recent developments in the design, testing and impact-damage tolerance of stiffened composite panels | |
| Zhou et al. | Experimental investigation on the yield behavior of Nomex honeycombs under combined shear-compression | |
| CN101923026B (zh) | 一种t型裂纹冲击韧性测试方法 | |
| CN108204918A (zh) | 一种复合材料动态剪切试验方法 | |
| CN203929532U (zh) | 一种连接接头剪切强度测试装置 | |
| CN105259111A (zh) | 新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置 | |
| CN205157405U (zh) | 新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置 | |
| CN103471935A (zh) | Ⅲ型裂纹断裂韧性的测试试件 | |
| CN109238837A (zh) | 一种剪切夹具及应用它的材料剪切性能和变形量测定方法 | |
| CN203479643U (zh) | Ⅲ型裂纹断裂韧性的测试试件 | |
| CN202757847U (zh) | 一种密封胶的剪切强度的试样模具机构 | |
| Weng et al. | Effect of high strain rate on shear properties of carbon fiber reinforced composites | |
| CN103454130A (zh) | 粘接界面ⅲ型断裂能量释放率的测试试件 | |
| CN107091782B (zh) | 用于复合材料iii型断裂能量释放率测试的试验装置及方法 | |
| CN203479605U (zh) | Ⅲ型断裂测试实验用试件支撑装置 | |
| CN107247001A (zh) | 一种剪切试验装置及其试验方法 | |
| CN103454142B (zh) | Ⅲ型断裂测试实验用试件支撑装置 | |
| CN202145185U (zh) | 一种搅拌摩擦焊焊缝剪切性能测试试验件 | |
| CN103512782A (zh) | 硬质复合材料纯i型动态断裂试件 | |
| CN208833611U (zh) | 复合材料疲劳试样 | |
| CN209014383U (zh) | 桥面铺装层间抗剪强度试验标准试验夹具 | |
| CN204165831U (zh) | 一种用于测试v型开口梁试样剪切性能试验夹具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140416 Termination date: 20150906 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |