CN217688247U - 液压式复合材料v缺口剪切性能测试夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，包括两个相对设置的夹具体、试样定位块，所述夹具体包括夹持部、拉伸部和连接部；所述夹持部沿第一轴线方向延伸、所述拉伸部和所述连接部均沿第二轴线方向延伸，第一轴线与第二轴线相垂直，夹持部的两端分别与连接部和拉伸部的第一端部连接；所述夹具体的夹持部分别上下相对可拆卸式连接有所述试样定位块；所述夹具体的拉伸部和连接部的第二端部分别设有导向轴以及用于对导向轴进行导向的导向轴孔。本申请通过增加上下夹具的双导向轴对中结构，优化了原先对称型不佳的缺陷。

Description

液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具

技术领域

本申请涉及一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具。

背景技术

随着科学技术的不断进步，复合材料(碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等)得到越来越广的应用，复合材料层合板的剪切性能就是复合材料最重要的物料特性之一，但是对于复合材料的基本力学性能的测试手段还不尽完善。

对于V型槽口的复合材料剪切试件，通常参照ASTMD7078(复合材料V槽口剪切性能测试标准方法)标准方法设计的夹具是手动夹紧，操作不便，且导致测试结果离散性大，前后对中性能靠人工感觉判断不可靠，中心定位块操作不便，上下夹具的对中和水平对称难以保证等缺点，是复合材料行业的痛点。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本申请提供了一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，包括两个相对设置的夹具体、试样定位块，其特征在于：所述夹具体包括夹持部、拉伸部和连接部；

所述夹持部沿第一轴线方向延伸、所述拉伸部和所述连接部均沿第二轴线方向延伸，第一轴线与第二轴线相垂直，夹持部的两端分别与连接部和拉伸部的第一端部连接；

所述夹具体的夹持部分别上下相对可拆卸式连接有所述试样定位块；所述夹具体的拉伸部和连接部的第二端部分别设有导向轴以及用于对导向轴进行导向的导向轴孔。

作为进一步改进方案，还包括活塞缸和定位锁紧螺栓；

两个夹具体的夹持部内侧面上各对应开设有凹槽，凹槽内设有一对夹块；

所述活塞缸具有小活塞和活塞缸体，活塞缸体与夹具体的夹持部一侧面固定连接，所述小活塞自由穿过夹具体的夹持部一侧面并且端部与凹槽的其中一个夹块可拆卸式连接；

所述定位锁紧螺栓与夹具体的夹持部另一侧面螺纹连接并且端部与凹槽的另一夹块可拆卸式连接。

作为进一步改进方案，还包括夹具接头，夹具接头与所述夹具体的拉伸部外表面固定连接。

作为进一步改进方案，所述导向轴孔设有两个，其中一个导向轴孔内安装有圆法兰直线轴承，另一个导向轴孔内安装有直柱形铜套。

作为进一步改进方案，所述小活塞的端部表面和定位锁紧螺栓的端部表面分别内嵌有强力磁铁，小活塞和定位锁紧螺栓通过所述强力磁铁与夹块实现可拆卸式连接；所述小活塞外部与夹持部之间安装有端部并紧磨平弹簧。

作为进一步改进方案，所述定位锁紧螺栓与夹持部另一侧面之间还安装有定位螺栓锁紧螺母。

作为进一步改进方案，所述夹具接头与所述夹具体的拉伸部外表面之间沿着夹具体方向依次安装有接头锁紧螺母、夹具体锁紧螺母。

作为进一步改进方案，所述试样定位块包括矩形块和楔状部，所述楔状部呈V形凸起形状，矩形块的一端与楔状部连接，两个夹具体的试样定位块中线与夹具中线重合。

作为进一步改进方案，所述试样定位块的外端面与夹持部端面处于同一平面；试样定位块的侧面和端面与夹持部之间分别通过设有定位磁铁实现可拆卸式连接；所述夹具体为一体式结构件；所述试样定位块为一体式结构件。

作为进一步改进方案，还包括缸体固定螺钉，所述缸体固定螺钉设在试样定位块与定位磁铁之间从而与二者可拆卸式连接。

下面对本申请做进一步详细说明：

针对以上问题，本实用新型提出了一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具解决方案，将原先人工通过几组螺栓预紧的结构，开发专用高压油缸替代优化，提高了方便性和可靠性。

对前后对中性难以保证的情况，通过增加定位刻线，和专用调整螺钉(即指定位锁紧螺栓)和锁紧螺母的结构进行优化。针对中心定位块，通过在侧面和正面增加定位磁铁，使得既能对定位面贴靠紧密，又能拿取方便。

增加上下夹具的双导向轴对中结构，优化了原先对称型不佳的缺陷。

针对以上问题，本实用新型提出了一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，该夹具具有操作方便、试样夹持一致性好，可以满足不同厚度的试样的试验要求的特点，本实用新型采取如下的技术方案：

一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，包括夹具接头1、接头锁紧螺母5、夹具体2、夹具体锁紧螺母4，夹具接头1与试验机连接，通过接头锁紧螺母5锁紧消隙；通过夹具体螺母，对夹具接头与夹具体连接螺纹进行消隙，保证夹具整体刚性连接。

进一步的，所述夹具体2上下对称成对安装，在夹具体2内成对的安装夹块3，夹块3用于夹持复合材料试样，以完成复合材料试样的剪切试验。

进一步的，所述夹具体2上对称安装导向轴7和圆法兰直线轴承6，对称安装时，将导向轴7装入圆法兰直线轴承6，可以使上下夹具体2位置稳定，移动平顺，最大限度提高加载同轴度。

进一步的，所述夹块3夹持动作，通过小活塞14、定位锁紧螺栓8、磁铁的吸附实现水平移动实现，其中，所述小活塞14、缸体、端部并紧磨平弹簧16，与外部的压力控制装置连接，为夹块夹持复合材料试样提供夹紧载荷；定位锁紧螺栓8在另一侧与夹块3通过磁铁连接，参考夹具体上的刻线微调一侧夹块位置，以适应不同厚度试样是其中截面与夹具中线重合。

进一步的，所述以其中一个夹具体2的外侧面和内侧面为基准，通过第一长方形带孔磁铁18、第二长方形带孔磁铁19将试样定位块17固定，该试样定位块17的V型凸起部分与复合材料试样中的V型槽口相吻合，两件试样定位块17将试样夹紧定位，使试样V型槽口中线与夹具中线重合。

进一步的，通过外部液压系统压力调节，可以控制小活塞14的夹紧动作和夹紧力，使得夹紧载荷稳定均匀。

通过实施上述液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，具有如下有益效果：

(1)本申请技术方案通过油缸(即活塞缸)提供夹持动力，充分保障了对试样产品进行剪切力测试时所需要的夹持力，夹持力稳定一致性好，能有效完成剪切力的测试试验；

(2)本申请技术方案通过增加专用调整螺钉和锁紧螺母的结构，方便调整不同厚度试样中截面位置，保证加载轴线与夹具重合。

(3)本申请技术方案通过在定位块侧面和正面增加定位磁铁，使得既能对定位面贴靠紧密，又能拿取方便。

(4)本申请技术方案通过增加上下夹具的双导向轴对中结构，优化了原先对称型不佳的缺陷。

附图说明

图1是本公开实施例的结构示意图1，

图2是本公开实施例的结构示意图2，(其中图2-1是图1的侧面示意图，图2-2是图2-1的A_A剖视图)；

图3是本公开实施例的夹具体的结构示意图，

图4是本公开实施例的夹具体与试样定位块之间的局部连接示意图。

附图标号：1：夹具接头、2：夹具体、3：夹块、4：夹具体锁紧螺母、5：接头锁紧螺母、6：圆法兰直线轴承、7：导向轴、8：定位锁紧螺栓、9：直柱形铜套、10：圆形强力磁铁、11：定位螺栓锁紧螺母、12:复材V缺口试样、13：活塞缸体、14：小活塞、15：缸体固定螺钉、16：端部并紧磨平弹簧、17：试样定位块、18：第一长方形带孔磁铁、19：第二长方形带孔磁铁、20：高压密封件、21：导向环、22：夹持部、23：拉伸部、24：连接部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图，对于复合材料测试用液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具的结构进行详细说明：如图2所示，第一轴线Y的指向表示为第一轴线方向，第二轴线X的指向表示为第二轴线方向。

如图1所示，一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，包括两个相对设置的夹具体2、试样定位块17，所述夹具体2包括夹持部22、拉伸部23和连接部24，所述夹持部22沿第一轴线方向延伸，所述拉伸部23和连接部24均沿第二轴线方向延伸，第一轴线与第二轴线相垂直，该夹持部的第一轴线方向上的两端分别与拉伸部23和连接部24的第一端部连接。本实施例中该夹具体2为一体式结构件，如图1所示该夹具体形成类似“Z”型的折弯结构，该折弯结构的折弯处角度为90°。

夹具体2的夹持部22分别上下相对可拆卸式连接有所述试样定位块17，2个所述试样定位块17可以均安装在一个夹具体的夹持部22上，或者2个试样定位块17也可以分别上下相对的安装在两个夹具体的夹持部上；所述夹具体的拉伸部23和连接部24的第二端部分别设有导向轴以及用于对导向轴进行导向的导向轴孔。例如如图1、2所示，其中一个夹具体的拉伸部23的第二端部以及连接部24的第二端部分别设有导向轴7以及用于对导向轴进行导向的导向轴孔，另一夹具体的连接部的第二端部以及拉伸部的第二端部相对应的设有所述导向轴孔和导向轴7。或者其中一个所述夹具体的连接部的第二端部设有导向轴，拉伸部的第二端部设有所述导向轴孔；另一个所述夹具体的拉伸部的第二端部相应的设有导向轴，连接部的第二端部相应的开设有导向轴。亦或着其中一个夹具体的拉伸部和连接部的第二端部都设有导向轴，另一个夹具体的拉伸部和连接部的第二端部均相对应的开设有导向轴孔。

在一种可能的实施方式中，两个夹具体2为上下设置，位于上方的夹具体的拉伸部23端部固定连接有导向轴7，该导向轴7设有两个，与之相对应位置，位于下方的夹具体的连接部内开设有两个导向轴孔，这两个导向轴孔内分别安装有圆法兰直线轴承6和直柱形铜套9；位于下方的夹具体的拉伸部23第二端部固定连接有导向轴7，该导向轴7亦设有两个，与之相对应位置，位于上方的夹具体的连接部第二端部内亦分别开设有两个导向轴孔，这两个导向轴孔内分别安装有圆法兰直线轴承6和直柱形铜套9。通过在所述夹具体2上对称安装导向轴7和圆法兰直线轴承6，对称安装时，将导向轴7装入圆法兰直线轴承6，可以使上下夹具体位置稳定，移动平顺，最大限度提高加载同轴度。

在一种可能的实施方式中，所述的一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具还包括活塞缸和定位锁紧螺栓8；

两个夹具体2的夹持部22内侧面上各对应开设有凹槽25，在凹槽25内设有一对夹块3，每个夹具体2外部对应设有一个活塞缸，所述活塞缸具有小活塞14和活塞缸体13，活塞缸体13与夹具体的夹持部一侧面固定连接，所述小活塞14自由穿过夹具体的夹持部一侧面并且端部与凹槽的其中一个夹块可拆卸式连接；所述定位锁紧螺栓8与夹具体的夹持部另一侧面螺纹连接并且端部与凹槽的另一夹块可拆卸式连接。优选的，所述小活塞14的端部表面和定位锁紧螺栓8的端部表面分别内嵌有强力磁铁10，实现与夹块可拆卸式连接，该强力磁铁10为圆形强力磁铁。小活塞14外部与夹持部之间还安装有端部并紧磨平弹簧16。通过设置活塞缸提供夹持动力，充分保障了对试样产品进行剪切力测试时所需要的夹持力，夹持力稳定一致性好，能有效完成剪切力的测试试验。

优选的，所述定位锁紧螺栓8与夹持部另一侧面之间还安装有定位螺栓锁紧螺母11。通过增加定位锁紧螺栓和定位螺栓锁紧螺母，方便调整不同厚度试样中截面位置，保证加载轴线与夹具重合。

优选的，所述活塞缸还包括导向环21、高压密封件20，所述导向环21和高压密封件20均安装在小活塞14与活塞缸体13之间。

在一种可能的实施方式中，所述的一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具还包括夹具接头1，所述夹具接头1设有两个，夹具接头1与所述夹具体的拉伸部外表面固定连接。所述夹具接头1与所述夹具体的拉伸部外表面之间沿着夹具体方向依次安装有接头锁紧螺母5、夹具体锁紧螺母4。夹具接头1与试验机连接，通过接头锁紧螺母5锁紧消隙；通过夹具体锁紧螺母，对夹具接头与夹具体连接螺纹进行消隙，保证夹具整体刚性连接。

在一种可能的实施方式中，所述试样定位块包括矩形块和楔状部，该楔状部呈V形凸起状，矩形块的一端与楔状部连接，所述试样定位块可以为一体结构件；两个夹具体的试样定位块中线与夹具中线重合。所述试样定位块17的外端面与夹持部端面处于同一平面；试样定位块17与夹持部22之间通过第一、第二长方形带孔磁铁实现可拆卸式连接，如图2所示，位于上方的试样定位块端面通过第一长方形带孔磁铁18与夹具体的夹持部连接，位于下方的试样定位块端面通过第二长方形带孔磁铁19与夹具体的夹持部连接。所述夹具体为一体式结构件。进一步，沿试样定位块的矩形块的长度方向上，试样定位块的矩形块侧面与夹具体的夹持部之间也安装有定位磁铁。通过在试样定位块侧面和正面增加定位磁铁，使得既能对定位面贴靠紧密，又能拿取方便。

在一种可能的实施方式中，如图2-1所示，所述的一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具还包括缸体固定螺钉15。所述缸体固定螺钉15设在试样定位块与定位磁铁之间从而与二者可拆卸式连接。

本申请所述的一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具的具体工作过程：将夹具接头1与试验机连接，然后锁紧接头锁紧螺母5进行消隙，上下对称安装。通过夹具体锁紧螺母，对夹具接头1与夹具体连接螺纹进行消隙，保证夹具体整体刚性连接。

移动试验机横梁，使夹具体2上对称安装使得导向轴7和圆法兰直线轴承6互相穿入，对旋转运动加以约束，使上下夹具体只能做上下移动，以保证加载轴线重合。

根据试样厚度，参考夹具体上的刻线，调整定位锁紧螺栓8微调一侧夹块位置，对试样单侧定位，使上下夹具共面。

以其中一个夹具体的外侧面和内侧面为基准，通过第一长方形带孔磁铁18、第二长方形带孔磁铁19将试样定位块17固定，通过试样定位块的V型凸起部分与复合材料试样中的V型槽口相吻合，两件试样定位块17将试样夹紧定位，使试样V型槽口中线与夹具中线重合。

通过对小活塞14、缸体、端部并紧磨平弹簧16，组成的高压油缸供油加载，通过小活塞的移动，推动另一侧夹块夹持复合材料试样，提供夹紧载荷。

试样夹紧后，松开试样定位块，启动试验机以完成复合材料试样的剪切试验。

Claims (10)

1.一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，包括两个相对设置的夹具体、试样定位块，其特征在于：所述夹具体包括夹持部、拉伸部和连接部；

所述夹持部沿第一轴线方向延伸、所述拉伸部和所述连接部均沿第二轴线方向延伸，第一轴线与第二轴线相垂直，夹持部的两端分别与连接部和拉伸部的第一端部连接；

所述夹具体的夹持部分别上下相对可拆卸式连接有所述试样定位块；所述夹具体的拉伸部和连接部的第二端部分别设有导向轴以及用于对导向轴进行导向的导向轴孔。

2.根据权利要求1所述的一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，其特征在于：还包括活塞缸和定位锁紧螺栓；

两个夹具体的夹持部内侧面上各对应开设有凹槽，凹槽内设有一对夹块；

所述活塞缸具有小活塞和活塞缸体，活塞缸体与夹具体的夹持部一侧面固定连接，所述小活塞自由穿过夹具体的夹持部一侧面并且端部与凹槽的其中一个夹块可拆卸式连接；

所述定位锁紧螺栓与夹具体的夹持部另一侧面螺纹连接并且端部与凹槽的另一夹块可拆卸式连接。

3.根据权利要求1所述的一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，其特征在于：还包括夹具接头，夹具接头与所述夹具体的拉伸部外表面固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，其特征在于：所述导向轴孔设有两个，其中一个导向轴孔内安装有圆法兰直线轴承，另一个导向轴孔内安装有直柱形铜套。

5.根据权利要求2所述的一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，其特征在于：所述小活塞的端部表面和定位锁紧螺栓的端部表面分别内嵌有强力磁铁，小活塞和定位锁紧螺栓通过所述强力磁铁与夹块实现可拆卸式连接；所述小活塞外部与夹持部之间安装有端部并紧磨平弹簧。

6.根据权利要求5所述的一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，其特征在于：所述定位锁紧螺栓与夹持部另一侧面之间还安装有定位螺栓锁紧螺母。

7.根据权利要求3所述的一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，其特征在于：所述夹具接头与所述夹具体的拉伸部外表面之间沿着夹具体方向依次安装有接头锁紧螺母、夹具体锁紧螺母。

8.根据权利要求1所述的一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，其特征在于：所述试样定位块包括矩形块和楔状部，所述楔状部呈V形凸起形状，矩形块的一端与楔状部连接，两个夹具体的试样定位块中线与夹具中线重合。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，其特征在于：所述试样定位块的外端面与夹持部端面处于同一平面；试样定位块的侧面和端面与夹持部之间分别通过设有定位磁铁实现可拆卸式连接；所述夹具体为一体式结构件；所述试样定位块为一体式结构件。

10.根据权利要求9所述的一种液压式复合材料V缺口剪切性能测试夹具，其特征在于：还包括缸体固定螺钉，所述缸体固定螺钉设在试样定位块与定位磁铁之间从而与二者可拆卸式连接。

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