CN213337067U - 便于试件安装的v型槽剪切试验夹具系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种便于试件安装的V型槽剪切试验夹具系统，包括上夹具、下夹具、试样、标距块和夹具固定辅助装置，在所述上夹具和下夹具的底面设置有固定槽；所述辅助装置包括具有中空结构的刚性手扶框架，所述手扶框架的底面壁厚与上夹具和下夹具的固定槽的底面壁厚相等，在所述手扶框架的底面内侧固定设置有悬臂梁，所述悬臂梁的截面形状与固定槽的截面形状相匹配。本夹具系统可实现试样与夹具的快速对中，可明显提高夹具拧螺栓安装试件操作的便利性，提高试件的安装质量和效率，省时省力。
Description
技术领域
本实用新型具体涉及一种便于试件安装的V型槽剪切试验夹具系统，属于材料剪切试验方法技术领域。
背景技术
剪切力学性能是复合材料的一项重要基础性能，在理论研究和数值模拟复合材料制备的结构构件的力学性能时，该剪切性能是必需的基础试验数据。国内外试验方法《材料面内剪切性能试验方法》(GBT28889-2012)和《V型缺口轨道剪切法测定复合材料剪切性能的标准试验方法》（ASTM D7078-2012），均可测试复合材料的剪切力学性能，在V型槽轨道试件的剪切试验前，试件装入夹具的整个过程必须在线下完成，即先要把试件对中安装在上夹具内，然后再把下夹具对中安装在试件和上夹具上，这样使上下夹具和试件形成一个装配体，最后将其安装到试验机上。在装配过程中，需要拧紧4组螺栓，每组3个，而拧紧时需要分别固定上、下夹具以平衡扭矩扳手的力矩。如果用一只手压住夹具，另外一只手拧扳手，因为根据标准制作的夹具较小，压住夹具的手受力面积约仅有手掌的四分之一，那么这只手很容易酸痛而无法支撑长久，从而影响试验进度。为了解决上述问题，需要对现有的夹具系统进行改进，改进对中用的标距块，并设计拧紧螺栓用的辅助装置。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种便于试件安装的V型槽剪切试验夹具系统，目的在于解决现有夹具系统在试件安装过程中存在的不易对中、螺栓拧紧操作不便的问题。
本实用新型的技术方案为：便于试件安装的V型槽剪切试验夹具系统，包括上夹具、下夹具、试样和夹具固定辅助装置，在所述上夹具和下夹具的底面设置有固定槽；所述辅助装置包括具有中空结构的刚性手扶框架，所述手扶框架的底面壁厚与上夹具和下夹具的固定槽的底面壁厚相等，在所述手扶框架的底面内侧固定设置有悬臂梁，所述悬臂梁的截面形状与固定槽的截面形状相匹配。
进一步的，所述上夹具和下夹具的固定槽的截面形状为矩形、梯形、三角形中的任一种。
进一步的，所述手扶框架的截面形状为正方形、长方形、梯形中的任一种。
进一步的，所述夹具系统还包括标距块，所述标距块的长度与上夹具和下夹具的宽度相等，所述标距块包括呈90度夹角的V型面，在V型面的中间设置有限位槽，在所述标距块一端设置有固定挡块，在标距块的另一端设置有通过螺栓连接的活动挡块。
有益效果：在V型槽剪切试验中安装试件的过程中，一方面通过标距块V型面上的限位槽可以快速准确的将试件与夹具的拉伸轴线对中，另一方面，利用夹具辅助装置上的悬臂梁伸入上夹具和下夹具的底面上的固定槽，通过手扶框架对夹具形成固定压紧，然后利用扭矩扳手旋紧夹具上的螺栓形成夹具对试样的最终固定。因此本实用新型可明显提高在V型槽剪切试验中试件的安装操作便利性，提高试件的安装质量和效率，省时省力。
附图说明
图1为上夹具、下夹具、辅助装置的装配结构示意图。
图2为上夹具、标距块、试样、辅助装置的装配结构示意图。
图3为试样结构示意图。
图中标记：1上夹具，2下夹具，3手扶框架，4试件，5标距块，11固定槽，12螺栓，31框架底面，32悬臂梁，41 V型槽缺口，51 V型面，52固定挡块，53活动挡块，511限位槽。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型做更详细的说明。
在对相关材料进行V型槽剪切试验时，需要根据标准要求，把试验样品制成如图3所示的具有一定厚度的矩形试件4，并在试件4的两个对边对称开设出两个90度的V型槽缺口41， V 型槽缺口41的意义为可以在其中间区域产生应力集中，使试件在剪切受力时在该位置发生破坏，而不是在夹持端损坏。在剪切试验前，需要在线下将试样对中安装到夹具系统中。
如图1-2所示，所述夹具系统包括上夹具1、下夹具2、标距块4以及夹具固定辅助装置，上夹具1和下夹具2的结构完全相同，在所述上夹具和下夹具的底面设置有固定槽11，固定槽的截面形状为矩形、梯形、三角形中的任一种，本例中固定槽的截面形状采用矩形。设置固定槽的目的在于在使用辅助装置上的悬臂梁插入固定槽，将夹具压紧固定，从而方便用力矩扳手拧紧夹具上的螺栓12。
所述夹具固定辅助装置包括具有中空结构的刚性手扶框架3，所述手扶框架3的截面形状为正方形、长方形、梯形中的任一种，本例中手扶框架3的截面形状采用正方形。所述手扶框架底面31的壁厚与上夹具和下夹具的固定槽的底面壁厚相等，在所述手扶框架的底面内侧固定设置有悬臂梁32，所述悬臂梁32的截面形状与固定槽的截面形状相匹配，也为矩形。当悬臂梁插入夹具的固定槽后，手扶框架的底面和夹具的底面共面，夹具的一部分从框架中间自由穿过，此时用手压住手扶框架的顶面即可通过力的传递将夹具压紧固定，进而方便拧紧螺栓将试件最终固定到夹具上。
在将试件最终拧紧固定到夹具之前，还需要将试件与夹具的拉伸中心轴线对中，此时需要用到标距块。如图2所示，需要采用上、下两个标距块5将试件4卡住，设置标距块5的长度与上夹具和下夹具的宽度相等，在标距块上设置有90度夹角的V型面51，在V型面51的中间设置有限位槽511，限位槽的宽度与试样的厚度一致，并在标距块一端设置有固定挡块52，在标距块的另一端设置有通过螺栓连接的活动挡块53，这样当上、下两个标距块的V型面51的限位槽511卡住试样4的两个V型槽缺口41后，通过紧固活动挡块53使活动挡块53和固定挡块52夹紧夹具，此时就完成了试件与夹具的对中，因此采用标距块使得试件与夹具的对中操作非常方便。
参考图1和图2，试件安装的具体操作方法为：平放上夹具，使用上述标距块，将试件对中固定在上夹具上，然后进行拧紧夹具螺栓的第一步：用手压住上夹具上的轴杆，用扭矩扳手初拧上夹具一侧的3个螺栓，然后将上夹具（已安装上试件）旋转180度，用所述辅助装置框架上的悬臂梁插入上夹具上的固定槽，用一只手压住框架顶面，另一只手用扭矩扳手初拧上夹具另一侧的3个螺栓，初拧扭矩值设定为17.5N•m，通过辅助装置来平衡扭矩扳手产生的扭矩，使拧紧过程省时省力。重复上述过程完成两侧螺栓的终拧，终拧扭矩值设定为35N•m，松开标距块一侧的活动挡块；接着进行拧紧螺栓的第二步：将下夹具平放，把上夹具和试件的中间装配体倒扣后安装到下夹具上，拧紧标距块一侧的活动挡块，使试件和下夹具对中。采用第一步的方法依次拧紧下夹具两侧的螺栓，最终完成试件和上下夹具的装配，然后移除辅助装置框架。本实用新型通过采用标距块和辅助装置实现了试件和上下夹具的快速装配，显著提高了试件安装的速度。在剪切拉伸试验前，松开标距块一侧的活动挡块，将两个标距块从装配体上自由滑出，然后将该装配体直接安装到试验机上即可进行拉伸剪切试验。
Claims (4)
1.便于试件安装的V型槽剪切试验夹具系统，包括上夹具、下夹具和试样，其特征在于：所述夹具系统还包括夹具固定辅助装置，所述夹具固定辅助装置包括具有中空结构的刚性手扶框架，在所述手扶框架的底面内侧固定设置有悬臂梁；在所述上夹具和下夹具的底面设置有固定槽，所述固定槽的截面形状与所述悬臂梁的截面形状相匹配，所述手扶框架的底面壁厚与上夹具和下夹具的固定槽的底面壁厚相等。
2.根据权利要求1所述的便于试件安装的V型槽剪切试验夹具系统，其特征在于：所述上夹具和下夹具的固定槽的截面形状为矩形、梯形、三角形中的任一种。
3.根据权利要求1所述的便于试件安装的V型槽剪切试验夹具系统，其特征在于：所述手扶框架的截面形状为正方形、长方形、梯形中的任一种。
4.根据权利要求1所述的便于试件安装的V型槽剪切试验夹具系统，其特征在于：所述夹具系统还包括标距块，所述标距块的长度与上夹具和下夹具的宽度相等，所述标距块包括呈90度夹角的V型面，在V型面的中间设置有限位槽，限位槽的宽度与所述试样的厚度匹配，在所述标距块的一端设置有固定挡块，在标距块的另一端设置有通过螺栓连接的活动挡块。
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