CN208847641U - 一种轻质材料芯体夹层板蒙皮芯体界面90°剥离强度测试实验装置 - Google Patents

Abstract

一种轻质材料芯体夹层板蒙皮芯体界面90°剥离强度测试实验装置，其属于力学实验装置的技术领域。该装置包括顶部棱柱、第一框架、第二框架、第一圆柱和第二圆柱。芯体夹层板实验件穿过卡具的主框架，水平放置两个圆柱上表面，两个圆柱的上表面在同一个高度。然后，将实验件上蒙皮未粘结的部分沿着第一圆柱拉伸呈竖直状态。同时保证主框架上端矩形的中心和第一圆柱的最左侧在同一条竖直面上，以保证拉伸力垂直于剪切面达到90°剥离的效果。两个圆柱和主框架是分割开，之后进行组装的，即在力足够大的情况下，二者可以绕着主框架转动。减小了蒙皮和圆柱之间的摩擦力，进而减少了卡具和实验件之间摩擦对实验结果的影响。

Description

一种轻质材料芯体夹层板蒙皮芯体界面90°剥离强度测试实 验装置

技术领域

本实用新型涉及一种轻质材料芯体夹层板蒙皮芯体界面90°剥离强度测试实验装置，其属于力学实验装置的技术领域。

背景技术

夹层结构是由两片薄的高强度面板和中间厚的低密度芯子通过一定方式连接起来的，该结构其具有低密度、高强度、减震吸能性能好、比刚度大、隔音隔热等优点，广泛应用于飞机、船舶等工程结构中，如夹层板结构被应用到国产C919大飞机的机翼和尾翼部分。在航空领域，由于其结构的特殊性需要主承力构件具有较高的刚度，同时又必须满足质量轻便的要求，大力促进了夹层结构在该领域的应用，如卫星箱板式结构通常由芯体夹层板或均质单层板组成的板式结构作为其主承力结构。夹层结构得到了广泛的应用。

夹层结构中蒙皮与芯体之间是通过胶粘剂连接在一起的，当承力筒承受面内载荷时，由夹层板的结构特点可知载荷主要由蒙皮承受，蒙皮与芯层之间的界面是最薄弱的区域，界面脱粘将导致结构承载能力大幅下降。蒙皮和芯体界面的脱粘是最普遍最严重的损伤形式之一。因此，评估蒙皮/芯体界面的粘结性能是非常重要的工作。90°剥离强度又是粘结性能中重要的评估参数。因此，90°剥离强度的准确测定显得尤为重要。

发明内容

根据轻质材料芯体夹层板90°剥离实验要求，本申请提供一种与拉伸机相匹配的90°剥离测试装置，测量得到拉伸荷载和剥离位移的关系，评价剥离过程中裂纹扩展的力学响应，测定蒙皮/芯体界面90°剥离强度。

本实用新型采用的技术方案为：轻质材料芯体夹层板蒙皮芯体界面90°剥离强度测试实验装置，它包括顶部棱柱，顶部棱柱的下方连接第一框架和第二框架，并且第一框架的长度大于第二框架的长度；第一框架的底端固定有第一框架连接块，第一框架连接块上设有第一圆柱槽，第一圆柱与第一圆柱槽滑动连接；第二框架的底端固定第二框架连接块，第二框架连接块上设置第二圆柱槽，第二圆柱与第二圆柱槽滑动连接；第二圆柱槽与第二圆柱的一半相接触并且第二圆柱槽的下端低于第二圆柱中心所在的水平面；第二圆柱槽的上端低于第二圆柱的最高点所在的水平面；顶部棱柱的中心点与第二圆柱的最左侧边在同一竖直平面上；所述顶部棱柱的宽度分别与第二圆柱的长度和第二框架连接块的宽度一致，所述第一圆柱的最高点和第二圆柱的最高点在同一水平面上；所述第一框架上设置第一框架槽，第二框架设置第二框架槽，第一框架槽与第二框架槽的宽度一致。

本实用新型的有益效果为：该装置包括顶部棱柱、第一框架、第二框架、第一圆柱和第二圆柱。芯体夹层板实验件穿过卡具的主框架，水平放置两个圆柱上表面，两个圆柱的上表面在同一个高度。然后，将实验件上蒙皮未粘结的部分沿着第一圆柱拉伸呈竖直状态。同时保证主框架上端矩形的中心和第一圆柱的最左侧在同一条竖直面上，以保证拉伸力垂直于剪切面达到90°剥离的效果。拉伸机上侧夹持主框架上侧，拉伸机下侧夹持上一步骤中顺延第一圆柱拉伸到主框架下侧的蒙皮。此外，两个圆柱和主框架是分割开，之后进行组装的，即在力足够大的情况下，二者可以绕着主框架转动。这样的设计，减小了蒙皮和圆柱之间的摩擦力，进而减少了卡具和实验件之间摩擦对实验结果的影响。卡具组装和实验件放置完成之后，开始测试。测试过程中，实验机会记录拉伸荷载和剥离位移之间的关系曲线。

附图说明

图1是轻质材料芯体夹层板蒙皮芯体界面90°剥离强度测试实验装置的结构图。

图2是轻质材料芯体夹层板蒙皮芯体界面90°剥离强度测试实验装置的主视图。

图3是轻质材料芯体夹层板蒙皮芯体界面90°剥离强度测试实验装置的分解图。

图4是轻质材料芯体夹层板蒙皮芯体界面90°剥离强度测试实验装置的工作图。

图中：1、顶部棱柱，2、第一框架，3、第一圆柱，4、第一框架连接块，5、第一圆柱槽，6、第一框架槽，7、第二框架，8、第二圆柱，9、第二框架连接块，10、第二圆柱槽，11、第二框架槽，12、蒙皮，13、芯体夹层板。

具体实施方式

图1-4示出了一种轻质材料芯体夹层板蒙皮芯体界面90°剥离强度测试实验装置，它包括顶部棱柱1，它的下方连接第一框架2和第二框架7，并且第一框架2的长度大于第二框架7的长度；第一框架2的底端固定有第一框架连接块4，第一框架连接块4上设有第一圆柱槽5，第一圆柱3与第一圆柱槽5滑动连接；第二框架7的底端固定第二框架连接块9，第二框架连接块9上设置第二圆柱槽10，第二圆柱8与第二圆柱槽10滑动连接；第二圆柱槽10与第二圆柱8的一半相接触并且第二圆柱槽10的下端低于第二圆柱8中心所在的水平面；第二圆柱槽10的上端低于第二圆柱8的最高点所在的水平面；顶部棱柱1的中心点与第二圆柱8的最左侧边在同一竖直平面上；所述顶部棱柱1的宽度分别与第二圆柱8的长度和第二框架连接块9的宽度一致，所述第一圆柱3的最高点和第二圆柱8的最高点在同一水平面上；所述第一框架2上设置第一框架槽6，第二框架7设置第二框架槽11，第一框架槽6与第二框架槽11的宽度一致。

采用上述技术方案工作时：

1）首先准备夹芯结构实验件。将实验件按照固定尺寸要求裁剪，注意实验件宽度应略小于第一框架槽6和第二框架槽11的宽度；

2）将实验件放置在夹具上。将实验件水平穿过第一框架槽6和第二框架槽11，放置水平后，请注意放置方向。再将蒙皮12未粘结部分绕过第二圆柱8，拉伸至竖直方向；

3）再将卡具上端的顶部棱柱1夹持在拉伸机上端，然后将步骤2）中垂下的蒙皮12夹持到拉伸机下端，注意将蒙皮12拉伸至竖直并绷直；至此，实验准备完成。

进行90°剥离强度测试实验，拉伸机会实时记录拉伸荷载和剥离位移的变化曲线，测定90°剥离强度。

实验装置包括主框架（顶部棱柱1、第一框架2、第二框架7、第一框架连接块4和第二框架连接块9）和第一圆柱3、第二圆柱8，主要解决轻质夹芯材料蒙皮/芯体界面90°剥离强度测定实验的卡具问题，为相关模型化实验提供稳定可靠的夹持装置。主框架的主要作用是连接试验件和拉伸试验机，并为试验件剥离起到支撑作用。第一圆柱和第二圆柱的主要作用是保证剥离方向在蒙皮和芯体界面的90°方向，并起到支撑试验件的作用。圆柱和框架连接块之间为活动连接，减少了试验件和卡具之间摩擦力对实验结果的影响。具体功能如下：

卡具是由主框架和两个活动圆柱组成，将固定尺寸的芯体夹层板试件边缘置于活动圆柱的上表面，也就是主框架的左右贯穿孔中。左、右侧活动圆柱的上表面平齐，保证试验件水平；活动圆柱直径足够大，保证蒙皮的剥离方向尽可能接近90°。

主框架和两个圆柱之间活动连接，圆柱可在主框架圆柱槽内相对转动，降低试件与圆柱之间的滑动摩擦力，减少试件和卡具之间摩擦对剥离强度的影响。

试验机上端夹持主框架最上端，下端夹持蒙皮为粘结部分。夹具设计时，保证活动圆柱1的最左侧和主框架最上侧棱柱的中心平行。这样，可以保证力作用在一条直线上，进一步保证结果的准确性。

Claims (1)

1.一种轻质材料芯体夹层板蒙皮芯体界面90°剥离强度测试实验装置，它包括顶部棱柱（1），其特征在于，顶部棱柱（1）的下方连接第一框架（2）和第二框架（7），并且第一框架（2）的长度大于第二框架（7）的长度；第一框架（2）的底端固定有第一框架连接块（4），第一框架连接块（4）上设有第一圆柱槽（5），第一圆柱（3）与第一圆柱槽（5）滑动连接；第二框架（7）的底端固定第二框架连接块（9），第二框架连接块（9）上设置第二圆柱槽（10），第二圆柱（8）与第二圆柱槽（10）滑动连接；第二圆柱槽（10）与第二圆柱（8）的一半相接触并且第二圆柱槽（10）的下端低于第二圆柱（8）中心所在的水平面；第二圆柱槽（10）的上端低于第二圆柱（8）的最高点所在的水平面；顶部棱柱（1）的中心点与第二圆柱（8）的最左侧边在同一竖直平面上；所述顶部棱柱（1）的宽度分别与第二圆柱（8）的长度和第二框架连接块（9）的宽度一致，所述第一圆柱（3）的最高点和第二圆柱（8）的最高点在同一水平面上；所述第一框架（2）上设置第一框架槽（6），第二框架（7）设置第二框架槽（11），第一框架槽（6）与第二框架槽（11）的宽度一致。