專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于測(cè)試復(fù)合材料高溫壓縮強(qiáng)度的夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械工藝裝備技術(shù)，具體地說(shuō)，涉及一種用于在高溫下測(cè)試連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板試樣壓縮強(qiáng)度的夾具。
背景技術(shù)：
高溫壓縮性能是材料機(jī)械性能的一個(gè)重要方面。連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料通常在高溫環(huán)境條件下使用，但我國(guó)目前還沒(méi)有測(cè)試這種復(fù)合材料高溫壓縮性能的標(biāo)準(zhǔn)方法?！癊N12291:2003”標(biāo)準(zhǔn)中，針對(duì)陶瓷復(fù)合材料板試樣在進(jìn)行高溫壓縮試驗(yàn)時(shí)會(huì)發(fā)生屈曲現(xiàn)象；為提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，即試驗(yàn)過(guò)程中，在試樣的兩對(duì)立面放兩個(gè)引伸計(jì)，其響應(yīng)的不同將暗示屈曲現(xiàn)象的發(fā)生；如果在試驗(yàn)條件下，不能在試樣上放引伸計(jì)，可用如下方法，一是初步室溫測(cè)試如果高溫與室溫下的力學(xué)性能接近，那么試樣高溫下抗屈曲的能力可在室溫下用兩引伸計(jì)進(jìn)行測(cè)試來(lái)確定。如果室溫下發(fā)生屈曲，則有必要改變?cè)嚇映叽?，或用一種輔助工 具；二是兩種不同試樣的測(cè)試如果能制備兩種不同厚度的試樣，那么可對(duì)兩不同試樣(h和2h)進(jìn)行試驗(yàn)，若直到失效結(jié)果都一樣，可以認(rèn)為沒(méi)有屈曲問(wèn)題，否則，應(yīng)更改厚度(2h和4h)再進(jìn)行試驗(yàn)，前一試驗(yàn)測(cè)量模量運(yùn)用引伸計(jì)，第二個(gè)試驗(yàn)利用一較短試樣進(jìn)行試驗(yàn)。這兩種試驗(yàn)的缺點(diǎn)是需要進(jìn)行多次試驗(yàn)消除屈曲給壓縮性能的影響；此外試樣的大小也不確定，給工程中帶來(lái)了很大的不便。

實(shí)用新型內(nèi)容為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，克服其在獲得真實(shí)壓縮強(qiáng)度之前發(fā)生屈曲失效的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種用于測(cè)試復(fù)合材料高溫壓縮強(qiáng)度的夾具。采用該夾具測(cè)試時(shí)，可有效的防止試樣件發(fā)生屈曲失效，并且在高溫條件下夾具零部件與試樣件的局部接觸可避免引入較大的摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，從而獲得較真實(shí)壓縮強(qiáng)度；既可提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度，又解決了高溫下使用不同的夾具和提高其使用壽命。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是包括上壓頭、上壓頭墊塊、夾具體、夾具體墊塊、鋸齒狀梯形塊，所述上壓頭為T(mén)字形結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)方體，長(zhǎng)方體的兩端部呈臺(tái)階狀分別設(shè)有上壓頭下弧面和上壓頭上弧面；上壓頭的中間部位設(shè)置T字形上壓頭墊塊槽，內(nèi)置與上壓頭墊塊槽吻合的T子形上壓頭塾塊；所述夾具體為兩側(cè)帶有圓弧面的長(zhǎng)方體，夾具體中間部位設(shè)置凹槽，凹槽內(nèi)兩側(cè)有臺(tái)階，臺(tái)階的上部側(cè)面設(shè)有內(nèi)圓弧面，臺(tái)階的下部側(cè)面設(shè)有斜面，凹槽的下部設(shè)置有矩形墊塊槽，內(nèi)置夾具體墊塊與矩形墊塊槽相吻合；所述鋸齒狀梯形塊的兩側(cè)面為鋸齒形狀，一面為鋸齒直面緊靠試樣件，另一面為鋸齒斜面緊靠夾具體的內(nèi)斜面；鋸齒形狀為頂面呈方形的梯形鋸齒；上壓頭下弧面與夾具體的內(nèi)圓弧面采用活動(dòng)配合，鋸齒狀梯形塊放置在夾具體的內(nèi)斜面部位，且鋸齒斜面與夾具體的內(nèi)斜面相吻合。[0008]所述鋸齒狀梯形塊與夾具體的內(nèi)斜面上噴涂石墨層。所述鋸齒狀梯形塊斜角為14 18° ,鋸齒間距為0. 8 I. 4mm,鋸齒深度為0. 6
I.2mm。有益效果本實(shí)用新型用于測(cè)試復(fù)合材料高溫壓縮強(qiáng)度的夾具，依靠帶有鋸齒狀梯形塊的自重來(lái)夾緊試樣件；梯形塊加工成鋸齒狀是為了減小摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；夾具體采用兩側(cè)帶有圓弧面的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，可保證施加單一方向的載荷，而且能很好的保證加熱效率；在夾具體和試樣件接觸處下部設(shè)置有矩形墊塊槽，可方便更換適當(dāng)?shù)牟牧?，保護(hù)受力的夾具易損表面，延長(zhǎng)夾具的使用壽命。本實(shí)用新型測(cè)試復(fù)合材料高溫壓縮強(qiáng) 度的夾具測(cè)試時(shí)，可有效的防止試樣件發(fā)生屈曲失效；并且在高溫條件下鋸齒狀梯形塊與試樣件的局部接觸可減小屈曲效應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，從而獲得較真實(shí)壓縮強(qiáng)度。本實(shí)用新型亦適用于測(cè)試連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的高溫剪切強(qiáng)度。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型一種用于測(cè)試復(fù)合材料高溫壓縮強(qiáng)度的夾具作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖I為本實(shí)用新型測(cè)試復(fù)合材料高溫壓縮強(qiáng)度的夾具示意圖。圖2為本實(shí)用新型的上壓頭示意圖。圖3為上壓頭墊塊的示意圖。圖4為本實(shí)用新型的夾具體示意圖。圖5為夾具體側(cè)視圖。圖6為夾具體墊塊的示意圖。圖7為本實(shí)用新型的鋸齒狀梯形塊示意圖。圖8為鋸齒狀梯形塊的鋸齒結(jié)構(gòu)圖。圖中I.上壓頭2.上壓頭墊塊3.鋸齒狀梯形塊4.試樣件5.夾具體墊塊6.夾具體7.上壓頭墊塊槽8.上壓頭下弧面9.上壓頭上弧面10.內(nèi)斜面11.內(nèi)圓弧面12.矩形墊塊槽13.鋸齒狀梯形塊斜角14.鋸齒狀梯形塊鋸齒直面15.鋸齒狀梯形塊鋸齒斜面
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例是一種用于測(cè)試復(fù)合材料高溫壓縮強(qiáng)度的夾具。以用于測(cè)試2D_C/SiC復(fù)合材料的高溫壓縮強(qiáng)度為實(shí)施例。參閱圖I、圖2，本實(shí)用新型測(cè)試復(fù)合材料高溫壓縮強(qiáng)度的夾具，其包括上壓頭I、上壓頭墊塊2、鋸齒狀梯形塊3、試樣件4、夾具體墊塊5、夾具體6、上壓頭墊塊槽7、上壓頭下弧面8、上壓頭上弧面9、內(nèi)斜面10、內(nèi)圓弧面11、矩形墊塊槽12、鋸齒狀梯形塊斜角13、鋸齒狀梯形塊鋸齒直面14、鋸齒狀梯形塊鋸齒斜面15 ;上壓頭I是呈T字形結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)方體，長(zhǎng)方體的兩端分別設(shè)有上壓頭下弧面8和上壓頭上弧面9 ;上壓頭I的中間部位設(shè)置T字形的上壓頭墊塊槽7，內(nèi)置與上壓頭墊塊槽7吻合的T字形的上壓頭墊塊2 ;上壓頭I為高溫合金材料，上壓頭墊塊2采用耐磨的SiC陶瓷材料。[0025]如圖4、圖5、圖6所示，本實(shí)用新型的夾具體6是兩側(cè)帶有圓弧面的長(zhǎng)方體，夾具體6中間部位設(shè)置凹槽，凹槽內(nèi)兩側(cè)有臺(tái)階，臺(tái)階的上部側(cè)面設(shè)有內(nèi)圓弧面11，臺(tái)階下部側(cè)面設(shè)有內(nèi)斜面10，凹槽的下部設(shè)置有矩形墊塊槽12，內(nèi)置夾具體墊塊5與矩形墊塊槽12相吻合。鋸齒狀梯形塊3的兩側(cè)面為鋸齒形狀,一面為鋸齒狀梯形塊鋸齒直面14緊靠試樣件4，另一面為鋸齒狀梯形塊鋸齒斜面15緊靠夾具體6的內(nèi)斜面10 ;上壓頭下弧面8與夾具體的內(nèi)圓弧面11采用活動(dòng)配合，鋸齒狀梯形塊3放置在夾具體6的內(nèi)斜面10部位，且鋸齒狀梯形塊鋸齒斜面15與夾具體的內(nèi)斜面10相吻合。鋸齒狀梯形塊3的鋸齒形狀為頂面帶有方形的梯形鋸齒 。鋸齒狀梯形塊3的斜面角度為14 18° ,鋸齒間距為0. 8 I. 4mm,鋸齒深度為0.6 I. 2mm，參見(jiàn)圖7、圖8。安裝測(cè)試( I)將夾具體墊塊5放置在矩形墊塊槽12內(nèi)；(2)在鋸齒狀梯形塊3與夾具體的內(nèi)斜面10上噴涂石墨層；(3)將鋸齒狀梯形塊3放置在夾具體的內(nèi)斜面10上，試樣件4依靠鋸齒狀梯形塊鋸齒直面14放置到位；并將上壓頭墊塊2安裝在上壓頭墊塊槽7內(nèi)，然后放置在安裝好試樣件4的夾具體6內(nèi)；(4)將夾具體6安裝到試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)。
權(quán)利要求1.一種用于測(cè)試復(fù)合材料高溫壓縮強(qiáng)度的夾具，其特征在于包括上壓頭、上壓頭墊塊、夾具體、夾具體墊塊、鋸齒狀梯形塊，所述上壓頭為T(mén)字形結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)方體，長(zhǎng)方體的兩端部呈臺(tái)階狀分別設(shè)有上壓頭下弧面和上壓頭上弧面；上壓頭的中間部位設(shè)置T字形上壓頭墊塊槽，內(nèi)置與上壓頭墊塊槽吻合的T字形上壓頭墊塊；所述夾具體為兩側(cè)帶有圓弧面的長(zhǎng)方體，夾具體中間部位設(shè)置凹槽，凹槽內(nèi)兩側(cè)有臺(tái)階，臺(tái)階的上部側(cè)面設(shè)有內(nèi)圓弧面，臺(tái)階的下部側(cè)面設(shè)有斜面，凹槽的下部設(shè)置有矩形墊塊槽，內(nèi)置夾具體墊塊與矩形墊塊槽相吻合；所述鋸齒狀梯形塊的兩側(cè)面為鋸齒形狀，一面為鋸齒直面緊靠試樣件，另一面為鋸齒斜面緊靠夾具體的內(nèi)斜面，鋸齒形狀為頂面呈方形的梯形鋸齒；上壓頭下弧面與夾具體的內(nèi)圓弧面采用活動(dòng)配合，鋸齒狀梯形塊放置在夾具體的內(nèi)斜面部位，且鋸齒斜面與夾具體的內(nèi)斜面相吻合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于測(cè)試復(fù)合材料高溫壓縮強(qiáng)度的夾具，其特征在于所述鋸齒狀梯形塊與夾具體的內(nèi)斜面上噴涂石墨層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于測(cè)試復(fù)合材料高溫壓縮強(qiáng)度的夾具，其特征在于所述鋸齒狀梯形塊斜角為14 18° ,鋸齒間距為O. 8 I. 4mm,鋸齒深度為O. 6 I. 2mm。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種測(cè)試復(fù)合材料高溫壓縮強(qiáng)度的夾具，該夾具依靠帶有鋸齒狀梯形塊的自重來(lái)夾緊試樣件；梯形塊加工成鋸齒狀是為了減小摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；夾具體采用兩側(cè)帶有圓弧面的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，可保證施加單一方向的載荷，并且能很好的保證加熱效率；在夾具體和試樣件接觸處下部設(shè)置有矩形墊塊槽，可方便更換適當(dāng)?shù)牟牧?，保護(hù)受力的夾具易損表面，延長(zhǎng)夾具的使用壽命。本實(shí)用新型夾具在測(cè)試時(shí)，可有效的防止試樣件發(fā)生屈曲失效；并且在高溫條件下鋸齒狀梯形塊與試樣件的接觸可減小屈曲效應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，從而獲得較真實(shí)壓縮強(qiáng)度。本實(shí)用新型亦適用于測(cè)試連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的高溫剪切強(qiáng)度。
文檔編號(hào)G01N3/04GK202614601SQ20122025756
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者張程煜, 緱建杰, 喬生儒 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)