CN219777327U - 一种用于非金属材料双轴拉伸试验的微型试件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及非金属材料在复杂载荷下的力学性能测试领域，具体涉及一种用于非金属材料双轴拉伸试验的微型试件；包括试件本体，所述试件本体为八棱柱型，其试件本体中心处可开槽设置；所述试件本体的上下端分别相连有上接头与下接头，左右端相连有侧接头，所述上接头与下接头包括相连地凸出端和底端，本实用新型结构主要应用于非金属材料在细观层面的相关测试研究中，其具有简单可靠、制备简单快速的特点，可有效解决在双轴拉伸下的细观观测与力学性能试验上的不足，以及填补了在细观尺度上对材料开展双轴拉伸试验研究的空白，极大增强了非金属材料在多轴载荷下细观结构损伤演化过程的认识。
Description
技术领域
本实用新型涉及非金属材料在复杂载荷下的力学性能测试领域，具体涉及一种用于非金属材料双轴拉伸试验的微型试件。
背景技术
目前，在非金属材料的力学性能测试研究中，单轴拉伸试验无论是在试验规范上，还是试验试件的设计上，都已经发展相对成熟，但研究发现，对于某些非金属材料，比如复合材料，在无边界约束条件下会发生颈缩现象，这说明了材料此时呈双向应力状态；通过查阅资料，国内外目前对非金属的多轴加载的力学试验主要是在宏观层面的准双轴、双轴及三轴等方面进行研究；参照宏观双轴拉伸试验所使用的试件构型，比如“适用于涂层织物膜材的双轴拉伸试件”（申请号：CN201420573320.1）与“一种粘弹性材料的新型双轴拉伸试验件”（申请号：CN202022053128.8），这两种试验件构型比较适合在宏观的力学性能试验，但是这两种试件的结构较为复杂、加工难度大、成本高，也存在试验的精度低的问题，而且以上的两种构型试验件只适用于宏观进行拉伸实验，不能有效地结合扫描电镜与微CT等实验设备上在微、细观尺度上进行相关的研究，例如专利申请号为：202221076091.3专利，专利中提到了一种用于非金属材料微型试件变比例双轴加载装置，
该装置能够有效地结合扫描电镜与微CT等实验设备上在微、细观尺度试件进行试验，但是该专利中所使用到的试件仍有局限性，试件尺寸不能加工太小，如果试件尺寸太小，则会阻碍试件中心的确定，造成试件实验结果有误差，同时也会增加对试件造成初始损伤的可能性，因此需要一种适配于以上装置的一种试件。
实用新型内容
针对现有技术中提到的问题，本实用新型提出一种用于非金属材料双轴拉伸试验的微型试件以解决背景技术中的问题。
本实用新型一种用于非金属材料双轴拉伸试验的微型试件，包括试件本体，所述试件本体为八棱柱型，其试件本体中心处可开槽设置；所述试件本体的上下端分别相连有上接头与下接头，左右端相连有侧接头，所述上接头与下接头包括相连地凸出端和底端，其中凸出端与底端通过内凹的圆弧面过渡连接，所述侧接头靠近试件本体的一面上开设有内凹的圆弧过渡面。
优选地，所述试件本体中心可开设有圆柱槽，或是圆头槽，或是圆锥槽。
优选地，所述下接头的凸出端长度大于向上接头的凸出端长度。
优选地，所述上接头、下接头以及侧接头与试件均粘连。
本实用新型相对于现有技术，取得了以下的技术效果：
本实用新型结构主要应用于非金属材料在细观层面的相关测试研究中，其具有简单可靠、制备简单快速的特点，可有效解决在双轴拉伸下的细观观测与力学性能试验上的不足，以及填补了在细观尺度上对材料开展双轴拉伸试验研究的空白，极大增强了非金属材料在多轴载荷下细观结构损伤演化过程的认识。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型下接头示意图；
图3为本实用新型侧接头示意图；
图4为本实用新型上接头示意图；
图5为本实用新型试件本体示意图；
图6为本实用新型试件本体实施例示意图；
图7为本实用新型试件本体另一实施例示意图。
附图标记：1、下接头；2、侧接头；3、试件本体；4、上接头；5、凸出端；6、底端。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。
实施例1
本实用新型一种用于非金属材料双轴拉伸试验的微型试件，包括试件本体3，所述试件本体3为八棱柱型，其试件本体3中心处可开槽设置；所述试件本体3的上下端分别相连有上接头4与下接头1，左右端相连有侧接头2，所述上接头4与下接头1包括相连地凸出端5和底端，其中凸出端5与底端通过内凹的圆弧面过渡连接，所述侧接头2靠近试件本体3的一面上开设有内凹的圆弧过渡面。所述下接头1的凸出端5长度大于向上接头4的凸出端5长度。所述上接头4、下接头1以及侧接头2与试件均粘连。
如图1所示，试件本体3为八棱柱型，试件本体3可选用相关非金属材料制成，试件本体3与4个接头粘贴相连，4个接头的材料选取可根据实际试验目的与试验对象属性情况而定，可以是金属材料，也可以是非金属材料，但选取要求是接头所用材料的强度、刚度以及硬度需要远大于试件本体3材料，同时也还要保证胶接的强度也要大于试件本体3材料的强度；相比于传统试件，本试件适合微型化，本试件整体尺寸范围在4~25mm的范围之间，试件本体3的上下左右四个面之间都通过四个侧面相隔开，其目的在于让两个方向加载力在传递至试件本体3时不互相干涉，以免对试验造成不可控的结果，同时也可快速确定试件中心区域。
本实施例如图2和图4所示，上接头4与下接头1包括相连地凸出端5和底端，其中凸出端5与底端通过内凹的圆弧面过渡连接，其中凸出端5的长度为2mm～10mm之间，圆弧面的长度不超过6mm用于凸出端5过渡至底端，同样侧接头2上也设有用于过渡的圆弧面，所述下接头1的凸出端5长度大于向上接头4的凸出端5长度，高出的范围在5mm～10mm之间。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，本实施例是在实施例1的基础上做的改进。所述试件本体3中心可开设有圆柱槽，如图6所示，在试件本体3中心开设圆柱槽可使试件本体3发生损伤与破坏可以从此减薄区域开始，并控制试件本体3中心区域的应力分布均匀。
实施例3
本实施例与实施例1或2基本相同，本实施例是在实施例1或2的基础上做的改进。所述试件本体3中心可开设有圆头槽，如图7所示，在试件本体3中心开设圆头槽，可使试件本体3发生损伤与破坏从圆头槽最薄的中心位置最先开始，同时也能够尽量保证该区域内应力梯度分布均匀。
Claims (4)
1.一种用于非金属材料双轴拉伸试验的微型试件，包括试件本体，其特征在于，所述试件本体为八棱柱型，其试件本体中心处可开槽设置；
所述试件本体的上下端分别相连有上接头与下接头，左右端相连有侧接头，所述上接头与下接头包括相连地凸出端和底端，其中凸出端与底端通过内凹的圆弧面过渡连接，所述侧接头靠近试件本体的一面上开设有内凹的圆弧过渡面。
2.根据权利要求1所述一种用于非金属材料双轴拉伸试验的微型试件，其特征在于，所述试件本体中心可开设有圆柱槽，或是圆头槽，或是圆锥槽。
3.根据权利要求2所述一种用于非金属材料双轴拉伸试验的微型试件，其特征在于，所述下接头的凸出端长度大于向上接头的凸出端长度。
4.根据权利要求3所述一种用于非金属材料双轴拉伸试验的微型试件，其特征在于，所述上接头、下接头以及侧接头与试件均粘连。
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