本發(fā)明涉及一種用于力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)的試樣支撐夾具，特別是一種既可以快速完成各種規(guī)格尺寸試樣的支撐跨距的調(diào)整，又能滿足不同形狀加載壓頭軸線與試樣中心對(duì)中要求的復(fù)合材料彎曲和層間剪切試樣快裝夾具。該夾具尤其適用于高低溫環(huán)境試驗(yàn)。

背景技術(shù)：

復(fù)合材料在航空航天、汽車制造等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。在力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行復(fù)合材料彎曲試驗(yàn)和層間剪切試驗(yàn)，一般都利用支撐夾具將矩形條試樣固定在試驗(yàn)機(jī)的下平臺(tái)上，通過上壓頭加載形成三點(diǎn)彎曲的加載方式進(jìn)行性能的試驗(yàn)。試驗(yàn)測(cè)出的彎曲和層間剪切的性能參數(shù)，對(duì)于復(fù)合材料的選材、設(shè)計(jì)、加工和應(yīng)用過程中都是重要的考核指標(biāo)。試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)人員既要使用不同形狀的加載上壓頭和支撐夾具對(duì)試樣定位，還要根據(jù)試樣的規(guī)格尺寸來調(diào)節(jié)夾具的支撐跨距。彎曲試驗(yàn)和層間剪切試驗(yàn)實(shí)質(zhì)上都屬于三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，只是它們所要求的試樣規(guī)格尺寸，上壓頭形狀和定位支撐跨距的調(diào)整各不相同。因此，常把這兩種試驗(yàn)的夾具統(tǒng)一起來，在這兩種試驗(yàn)類型中切換。據(jù)專利文獻(xiàn)報(bào)道，如專利公開號(hào)為CN 105547828A的“一種三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)裝置”，公開的結(jié)構(gòu)是一種通過繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的壓頭和上轉(zhuǎn)軸的作用，試圖達(dá)到自動(dòng)校正作用力方向，以防止局部應(yīng)力集中的目的。但因其試樣的安裝、調(diào)整繁瑣，并且無法保證試樣的平行度和位置的對(duì)中性，對(duì)試驗(yàn)的效率和測(cè)出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性都有一定的影響。在專利公開號(hào)為CN 102141489A的“一種提高復(fù)合材料彎曲和層間剪切試驗(yàn)效率的夾具”中，記載的技術(shù)方案是通過搖把的轉(zhuǎn)動(dòng)使?jié)L珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)與絲杠相連的滑塊左右運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)跨距的調(diào)整。該夾具整體體積較大，再加上還需要轉(zhuǎn)動(dòng)搖把來調(diào)整跨距，因此在狹小的高低溫環(huán)境箱中使用非常不方便。而且該夾具無法保證試樣的位置準(zhǔn)確對(duì)中，即試樣的中心要完全位于上壓頭的加載軸線上。如果試樣的位置偏了或者斜了都會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，從而降低試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合材料彎曲和層間剪切試樣快裝夾具，從根本上解決了試樣在試驗(yàn)過程中存在的調(diào)整不便、無法保證位置對(duì)中等問題，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，試樣位置對(duì)中操作容易，支撐跨距調(diào)整方便、快捷，彎曲試驗(yàn)和層間剪切試驗(yàn)的切換迅速，從而提高了試驗(yàn)效率，確保了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：該復(fù)合材料彎曲和層間剪切試樣快裝夾具包括將試樣組裝在力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)的上壓頭與下平臺(tái)之間的定位調(diào)整組件以及支撐座，其技術(shù)要點(diǎn)是：所述定位調(diào)整組件由支撐試樣的限位擋片、帶凸臺(tái)的支撐塊、調(diào)整跨距用的調(diào)整墊和滑塊組成；限位擋片利用調(diào)節(jié)螺栓固定在支撐塊上，支撐塊通過拉緊彈簧與滑塊固定連接，滑塊底部的T型臺(tái)與支撐座的T形滑道相配合，利用調(diào)整墊和推力彈簧組裝在支撐座兩端的擋板之間，設(shè)置在兩個(gè)滑塊之間的調(diào)整墊通過底部的定位臺(tái)與設(shè)置在支撐座上表面中心位置的定位槽相配合插接限位；支撐座底部通過帶有鎖緊螺母的定位導(dǎo)桿與下平臺(tái)連接固定。

與調(diào)整墊底部定位臺(tái)配合插接限位的所述支撐座上表面的定位槽中心，對(duì)中在上壓頭的軸線上。

利用緊固螺栓固定在支撐座兩端的所述擋板上分別設(shè)置有支撐推力彈簧的限位柱。

固定在滑塊限位柱及支撐座兩端擋板限位柱之間的所述推力彈簧推動(dòng)滑塊沿T形滑道往復(fù)滑動(dòng)，以便于松開和壓緊設(shè)置在兩個(gè)滑塊之間的調(diào)整墊。

所述支撐塊與滑塊兩側(cè)分別設(shè)置掛接拉緊彈簧的固定銷。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)及積極效果是：由于本發(fā)明采用結(jié)構(gòu)獨(dú)特的由支撐試樣的限位擋片、帶凸臺(tái)的支撐塊、調(diào)整跨距用的調(diào)整墊和滑塊組成的定位調(diào)整組件以及支撐座，將試樣組裝在力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)的上壓頭與下平臺(tái)之間，所以其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，試樣位置對(duì)中操作容易，支撐跨距調(diào)整方便、快捷，彎曲試驗(yàn)和層間剪切試驗(yàn)的切換迅速，從而提高了試驗(yàn)效率，確保了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。其原因就在于：在定位調(diào)整組件的滑塊上設(shè)置有可拆卸的帶有限位擋片和凸臺(tái)的支撐塊，通過更換支撐塊可以同時(shí)滿足彎曲和層間剪切試驗(yàn)的要求，擴(kuò)大了夾具的使用范圍。滑塊在支撐座擋板兩端推力彈簧的作用下，可以沿支撐座T形滑道往復(fù)滑動(dòng)，松開和壓緊設(shè)置在兩個(gè)滑塊之間的調(diào)整墊，以便于更換不同尺寸跨距的調(diào)整墊。調(diào)整墊下方的定位臺(tái)與支撐座的定位槽相配合插接限位，在推力彈簧的作用下兩個(gè)滑塊與調(diào)整墊壓緊，即可方便快捷的完成對(duì)試樣加載跨距的調(diào)整，從而可以適用于不同尺寸試樣的試驗(yàn)。支撐塊上有用于保證試樣平行度的限位擋片，可以在試驗(yàn)時(shí)準(zhǔn)確的放置試樣，很容易實(shí)現(xiàn)被加載試樣的對(duì)中快速安裝。因此，本發(fā)明從根本上解決了試樣在試驗(yàn)過程中存在的調(diào)整不便、無法保證位置對(duì)中等問題。

因該夾具與同類產(chǎn)品相比體積緊湊，被加載試樣位置對(duì)中操作容易，彎曲試驗(yàn)和層間剪切試驗(yàn)的切換迅速，故既可在常溫環(huán)境中使用，又可在高低溫環(huán)境箱中使用。

附圖說明

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

圖1是本發(fā)明的一種立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的一種平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2沿A－A線的剖視圖；

圖4是圖1中支撐座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明夾具的滑塊和支撐塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明夾具中限位擋片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明夾具中調(diào)整墊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中序號(hào)說明：1支撐座、2滑塊、3擋板、4緊固螺栓、5推力彈簧、6支撐塊、7調(diào)節(jié)螺栓、8限位擋片、9上壓頭、10試樣、11調(diào)整墊、12定位臺(tái)、13鎖緊螺母、14定位導(dǎo)桿、15拉緊彈簧、16固定銷、17 T形滑道、18定位槽、19螺栓孔、20 T型臺(tái)、21限位柱、22調(diào)節(jié)孔、23角形限位擋。

具體實(shí)施方式

根據(jù)圖1～7詳細(xì)說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)。該復(fù)合材料彎曲和層間剪切試樣快裝夾具包括將試樣10組裝在力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)的上壓頭9與下平臺(tái)（圖中未示出）之間的定位調(diào)整組件以及支撐座1等零部件。其中定位調(diào)整組件由支撐試樣10的限位擋片8、帶凸臺(tái)的支撐塊6、調(diào)整跨距用的調(diào)整墊11和滑塊2等件組成。支撐座1上表面的中心位置設(shè)置有定位對(duì)中槽18，支撐座1底部通過帶有鎖緊螺母13的定位導(dǎo)桿14與下平臺(tái)連接固定。

定位調(diào)整組件中的限位擋片8上設(shè)置有帶長條形的調(diào)節(jié)孔22和保持試樣設(shè)定位置的角形限位擋23，并利用旋緊在螺栓孔19內(nèi)的調(diào)節(jié)螺栓7，將限位擋片8固定在支撐塊6的按試樣要求設(shè)定的位置上。支撐塊6與滑塊2兩側(cè)分別設(shè)置掛接拉緊彈簧15的固定銷16，支撐塊6通過拉緊彈簧15與滑塊2固定連接，以便于根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求更換支撐塊6。利用緊固螺栓4固定在支撐座1兩端的擋板3上分別設(shè)置有支撐推力彈簧5的限位柱?；瑝K2底部的T型臺(tái)20與支撐座1的T形滑道17相配合，將滑塊2利用調(diào)整墊11和推力彈簧5組裝在支撐座1兩端的擋板3之間。設(shè)置在兩個(gè)滑塊2之間的調(diào)整墊11通過底部的定位臺(tái)12與設(shè)置在支撐座1上表面中心位置的定位槽18相配合插接限位。與調(diào)整墊11底部定位臺(tái)12配合插接限位的支撐座1上表面的定位槽18中心，對(duì)中在上壓頭9的軸線上，以確保被加載試樣10的位置準(zhǔn)確對(duì)中。固定在滑塊2限位柱21及支撐座1兩端擋板3限位柱之間的推力彈簧5推動(dòng)滑塊2沿T形滑道17往復(fù)滑動(dòng)，可以根據(jù)實(shí)際需要，松開和壓緊設(shè)置在兩個(gè)滑塊2之間的調(diào)整墊11，以便于更換不同尺寸跨距的調(diào)整墊11。

當(dāng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，兩個(gè)滑塊2與調(diào)整墊11在推力彈簧5的作用下緊緊的壓緊在一起。調(diào)整跨距時(shí)，用手撥開兩個(gè)滑塊2，即可在支撐座1的上表面放置不同尺寸跨距的調(diào)整墊11，使調(diào)整墊11底部的定位臺(tái)12與支撐座1的定位槽18配合插接在一起，在推力彈簧5的作用下兩個(gè)滑塊2與調(diào)整墊11壓緊，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣10加載跨距的快速調(diào)整。

帶凸臺(tái)支撐塊6通過拉緊彈簧15固定在滑塊2上，通過更換帶凸臺(tái)支撐塊6，既可以進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，又可以進(jìn)行層間剪切試驗(yàn)。在支撐塊6上有用于保證試樣10準(zhǔn)確定位不偏斜的限位擋片9。試驗(yàn)前根據(jù)試樣10的尺寸可以調(diào)整限位擋片9的位置，從而可以保證試樣10放置的準(zhǔn)確性。

該夾具的具體工作過程是：

首先根據(jù)試驗(yàn)類型選擇支撐塊6，將支撐塊6用拉緊彈簧15固定在滑塊2上，然后再根據(jù)試樣10的尺寸選擇不同尺寸加載跨距的調(diào)整墊11。調(diào)整跨距前，兩塊滑塊2在兩端拉緊彈簧15的推動(dòng)下是緊靠在一起的，調(diào)整跨距時(shí)松開滑塊2，并根據(jù)所需尺寸的跨距選擇的調(diào)整墊11放在支撐座1上，使調(diào)整墊11底部的定位臺(tái)12與支撐座1的定位槽18配合插接在一起，即完成對(duì)試驗(yàn)跨距的調(diào)整。再調(diào)整支撐塊6上限位擋片8的位置，以保證試樣10放置的對(duì)中度和平行度。最后選擇合適于試驗(yàn)的上壓頭9，即可開始試驗(yàn)。