CN211042986U - 一种材料动态剪切试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种材料动态剪切试验装置，包括相对且紧邻设置的左夹块和右夹块，所述左夹块与右夹块之间形成用以固定样件的空间，所述左夹块与支架固定连接，所述支架上固设有导向轴，该导向轴贯穿所述右夹块设置；所述右夹块在试验机的作用下可沿所述导向轴相对所述左夹块上下运动，所述右夹块顶面上设有夹块连接件，试验机连接件与夹块连接件连接。该装置包括左右相对设置的夹块，该装置能够对高速作动条件的复合材料剪切性能进行上拉及下压测试，且对试验机的操作精确度要求降低，从而降低了对夹具本身的损坏概率，结果数据稳定性好。

Description

一种材料动态剪切试验装置

技术领域

本实用新型属于材料检测工装技术领域，尤其是涉及一种材料动态剪切试验装置。

背景技术

目前，新型材料已经越来越多地涉及到实际工程应用中，其在复杂受力状态下的力学行为也越来越受到工程的关注，随着各项分析精度日益提升，材料高速作动条件下的剪切性能的测试成为测试表征的必然要求。然而目前测试应用的剪切夹具多半是静态测试夹具应用于高速工况。例如现有GB/T 28889-2012复合材料面内剪切性能试验方法所给出的测试结构如下图所示，现有的准静态剪切夹具分为上下两部分，没有导向轴保证上右夹块作动轨迹，在高速试验测试中，由于惯性会导致上夹块向内偏移，无法满足试验测试及工程应用技术要求；且，现有的测试结构固定样件方式复杂。

为此，CN201621166373.7中公开了一种高速剪切试验装置，其下夹块上设有第一定位孔和第一定位杆，其上夹块上设有第二定位孔和第二定位杆，第一定位杆在第二定位孔中能够上下滑动，第二定位杆在第一定位孔中能够上下移动，该第一定位杆和第二定位杆在加载件相对底座运动时起到导向作用，由此解决了在高速试验测试中，由于惯性会导致上夹块向内偏移的技术问题。但是，该高速剪切试验装置仍是沿用了国标中上下两部分的夹具形式，即，该装置中的上夹块只能相对下夹块上移，仅能对测试样件进行上拉测试，而无法满足对样件下拉测试的要求；且，起到导向作用的定位杆有两根，分别位于上夹块和下夹块上，在高速上拉过程中，拉伸试验机上拉轨迹需要相对上夹块和下夹块均竖直，对拉伸试验机的操作精度要求较高，一旦出现偏移，即会损坏第一定位杆、第二定位杆、第一定位孔和第二定位孔，进而更换上夹块和下夹块。

本实用新型即是在上述技术问题的基础上进行的改进。

发明内容

本实用新型针对背景技术中的相关问题，提供一种基于高速作动机构的材料剪切性能试验装置，该装置包括左右相对设置的夹块，该装置能够对高速作动条件的复合材料剪切性能进行上拉及下压测试，且对试验机的操作精确度要求降低，从而降低了对夹具本身的损坏概率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种材料动态剪切试验装置，包括相对且紧邻设置的左夹块和右夹块，所述左夹块与右夹块之间形成用以固定样件的空间，所述左夹块与支架固定连接，所述支架上固设有导向轴，该导向轴贯穿所述右夹块设置；所述右夹块在试验机的作用下可沿所述导向轴相对所述左夹块上下运动，所述右夹块顶面上设有夹块连接件，试验机连接件与夹块连接件连接。

进一步，所述左夹块包括一体连接的左夹块上体、左夹块中部槽和左夹块下体，所述左夹块中部槽为侧面开口的开放式槽体结构，所述左夹块中部槽的底面为平面，其顶面为上扩的导向斜面。

进一步，所述右夹块包括一体连接的右夹块上体、右夹块中部槽和右夹块下体，所述左夹块中部槽和右夹块中部槽相对错位设置，所述右夹块中部槽的顶面为平面，其底面为下扩的导向斜面，且与所述左夹块中部槽顶面平行。

进一步，所述左夹块上体较所述左夹块下体短，所述右夹块上体较所述右夹块下体长，所述左夹块上体与所述右夹块上体紧邻设置，所述左夹块下体与所述右夹块下体紧邻设置。

进一步，所述左夹块中部槽内设有一左楔形块，所述左楔形块底面为平面，其顶面为一斜面；所述左楔形块与左锁紧轴为球铰接，所述左夹块中部槽侧壁上设有一侧螺栓孔；所述左锁紧轴与该侧螺栓孔螺纹配合；该侧螺栓孔的轴线斜度、左楔形块顶面斜度与左夹块中部槽的顶面斜度一致。

进一步，所述右夹块中部槽内设有一右楔形块，所述右楔形块底面为一斜面，其顶面为一平面；所述右楔形块与右锁紧轴为球铰接，所述右夹块中部槽侧壁上设有一侧螺栓孔；所述右锁紧轴与该侧螺栓孔螺纹配合；该侧螺栓孔的轴线斜度、右楔形块底面斜度与右夹块中部槽的底面斜度一致。

进一步，样件的两端分别位于所述左夹块中部槽和右夹块中部槽内，并分别由左楔形块、右楔形块夹紧固定，所述左楔形块位于所述样件的上方，所述右楔形块位于所述样件的下方。

进一步，所述试验机连接件可以为轴套、吊钩中的一种。本实用新型的有益效果：

(1)从结构分析，本实用新型的试验装置可对样件进行上拉或下压两个方向的剪切试验，且，起到导向作用的导向轴仅是在右夹块上设置，即，仅需要保证试验机相对右夹块的上拉/下压轨迹竖直即可，对试验机的操作精度要求降低，且测试过程损坏夹块的概率降低；

(2)从试验结果分析，GB/T 28889-2012中试验装置因未安装导向机构等原因，其结果数据的离散度较高；CN201621166373.7中试验装置设置了两个导向机构(第一定位杆和第二定位杆)，其结果数据的离散度略高；本案中试验装置仅在右夹块上设置一根导向轴，其结果数据的离散度最低，有利于后续数据分析；

(3)从理论原理分析，本实用新型的试验装置高速下压过程所得数据较高速上拉过程所得数据更接近材料的真实情况，在下压过程中，右夹块作为作动块下移，其内的右楔形块在重力作用下有向上移动的惯性，即可对材料进行进一步压紧，保证了测试过程中样件夹持的稳定性，所以其数据准确性更有保证。

附图说明

图1为本实用新型实施例中材料动态剪切试验装置的主视结构示意图；

图2为本实用新型实施例中材料动态剪切试验装置的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例中左夹块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中右夹块的结构示意图；

图5为GB/T 28889-2012中试验装置对塑料材质样件进行测试的数据结果；

图6为CN201621166373.7中高速剪切试验装置对塑料材质样件进行测试的数据结果；

图7为本案试验装置对塑料材质样件进行上拉测试的数据结果；

图8为本案试验装置对塑料材质样件进行下压测试的数据结果。

图中：1、左夹块；11、左夹块上体；12、左夹块中部槽；13、左夹块下体；2、右夹块；21、右夹块上体；22、右夹块中部槽；23、右夹块下体；3、支架；31、导向轴；4、左楔形块；5、左锁紧轴；6、右楔形块；7、右锁紧轴；8、夹块连接件；9、样件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

在一些实施例中，一种材料动态剪切试验装置，包括相对且紧邻设置的左夹块1和右夹块2，所述左夹块1与支架3固定连接，所述支架3上固设有导向轴31，该导向轴31贯穿所述右夹块2设置；所述右夹块2顶面上设有夹块连接件8，试验机连接件与夹块连接件8连接；

所述左夹块1包括一体连接的左夹块1上体、左夹块1中部槽和左夹块1下体，所述左夹块1中部槽为侧面开口的开放式槽体结构，所述左夹块1中部槽的底面为平面，其顶面为上扩的导向斜面；

所述右夹块2包括一体连接的右夹块2上体、右夹块2中部槽和右夹块2下体，所述左夹块1中部槽和右夹块2中部槽相对错位设置，所述右夹块2中部槽的顶面为平面，其底面为下扩的导向斜面，且与所述左夹块1中部槽顶面平行；

所述左夹块1中部槽内设有一左楔形块4，所述左楔形块4底面为平面，其顶面为一斜面；所述左楔形块4与左锁紧轴5为球铰接，所述左夹块1中部槽侧壁上设有一侧螺栓孔；所述左锁紧轴5与该侧螺栓孔螺纹配合；该侧螺栓孔的轴线斜度、左楔形块4顶面斜度与左夹块1中部槽的顶面斜度一致；

所述右夹块2中部槽内设有一右楔形块6，所述右楔形块6底面为一斜面，其顶面为一平面；所述右楔形块6与右锁紧轴7为球铰接，所述右夹块2中部槽侧壁上设有一侧螺栓孔；所述右锁紧轴7与该侧螺栓孔螺纹配合；该侧螺栓孔的轴线斜度、右楔形块6底面斜度与右夹块2中部槽的底面斜度一致；

样件9的两端分别位于所述左夹块1中部槽和右夹块2中部槽内，并分别由左楔形块4、右楔形块6夹紧固定，所述左楔形块4位于所述样件9的上方，所述右楔形块6位于所述样件9的下方。

所述左楔形块4在样件9上表面、左夹块1中部槽侧壁、左夹块1中部槽顶面和右夹块2上体侧面形成的空间内移动定位；所述右楔形块6在样件9下表面、右夹块2中部槽侧壁、右夹块2中部槽底面和左夹块1下体侧面形成的空间内移动定位。

所述左夹块1上体较所述左夹块1下体短，所述右夹块2上体较所述右夹块2下体长，所述左夹块1上体与所述右夹块2上体紧邻设置，所述左夹块1下体与所述右夹块2下体紧邻设置。

该试验机连接件可以为轴套、吊钩等结构，夹套连接件位于该轴套、吊钩配合的结构即可。在一些实施例中，样件夹紧测试过程如下：

(1)将样件的两端分别置于左夹块中部槽和右夹块中部槽内，调节左锁紧轴和右锁紧轴，使得样件由左楔形块和右楔形块夹紧固定；

(2)试验机连接件与夹块连接件连接，该试验机为德国ZWICK公司HTM16020液压伺服高速动态试验机，并设定作动速度为2m/s，试验作动方向包括上下两个方向。

在本实施例中分别用GB/T 28889-2012中试验装置、CN201621166373.7中高速剪切试验装置及本案试验装置对塑料材质样件进行测试对比，由此，可明确得出GB/T28889-2012中试验装置所得测试数据的离散度较高，无法直接为工程使用，如图5所示；CN201621166373.7中高速剪切试验装置的离散度虽有明显降低，但是仍有较大的数据波动，如图6所示；该案试验装置所得测试属于的离散度最低，如图7、图8所示，有利于后续数据分析。

其中，图7为该案试验装置向上作动所得数据，图8为该案试验装置向下作动所得数据，由此可得，该案试验装置向下作动所得数据较向上作动所得数据更稳定。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种材料动态剪切试验装置，其特征在于，包括相对且紧邻设置的左夹块和右夹块，所述左夹块与右夹块之间形成用以固定样件的空间，所述左夹块与支架固定连接，所述支架上固设有导向轴，该导向轴贯穿所述右夹块设置；所述右夹块在试验机的作用下可沿所述导向轴相对所述左夹块上下运动，所述右夹块顶面上设有夹块连接件，试验机连接件与夹块连接件连接。

2.根据权利要求1所述的一种材料动态剪切试验装置，其特征在于，所述左夹块包括一体连接的左夹块上体、左夹块中部槽和左夹块下体，所述左夹块中部槽为侧面开口的开放式槽体结构，所述左夹块中部槽的底面为平面，其顶面为上扩的导向斜面。

3.根据权利要求2所述的一种材料动态剪切试验装置，其特征在于，所述右夹块包括一体连接的右夹块上体、右夹块中部槽和右夹块下体，所述左夹块中部槽和右夹块中部槽相对错位设置，所述右夹块中部槽的顶面为平面，其底面为下扩的导向斜面，且与所述左夹块中部槽顶面平行。

4.根据权利要求3所述的一种材料动态剪切试验装置，其特征在于，所述左夹块上体较所述左夹块下体短，所述右夹块上体较所述右夹块下体长，所述左夹块上体与所述右夹块上体紧邻设置，所述左夹块下体与所述右夹块下体紧邻设置。

5.根据权利要求3所述的一种材料动态剪切试验装置，其特征在于，所述左夹块中部槽内设有一左楔形块，所述左楔形块底面为平面，其顶面为一斜面；所述左楔形块与左锁紧轴为球铰接，所述左夹块中部槽侧壁上设有一侧螺栓孔；所述左锁紧轴与该侧螺栓孔螺纹配合；该侧螺栓孔的轴线斜度、左楔形块顶面斜度与左夹块中部槽的顶面斜度一致。

6.根据权利要求3所述的一种材料动态剪切试验装置，其特征在于，所述右夹块中部槽内设有一右楔形块，所述右楔形块底面为一斜面，其顶面为一平面；所述右楔形块与右锁紧轴为球铰接，所述右夹块中部槽侧壁上设有一侧螺栓孔；所述右锁紧轴与该侧螺栓孔螺纹配合；该侧螺栓孔的轴线斜度、右楔形块底面斜度与右夹块中部槽的底面斜度一致。

7.根据权利要求3所述的一种材料动态剪切试验装置，其特征在于，样件的两端分别位于所述左夹块中部槽和右夹块中部槽内，并分别由左楔形块、右楔形块夹紧固定，所述左楔形块位于所述样件的上方，所述右楔形块位于所述样件的下方。

8.根据权利要求1所述的一种材料动态剪切试验装置，其特征在于，所述试验机连接件可以为轴套、吊钩中的一种。

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