一種用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)面內(nèi)剪切性能測(cè)試用的工裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種工裝，特別是涉及一種用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)面內(nèi)剪切性能測(cè)試用的工裝，屬于復(fù)合材料性能評(píng)價(jià)表征技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]采用蜂窩、硬質(zhì)泡沫、BALSA木等材料作為芯材所制造的夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、承載等優(yōu)異特點(diǎn)，已被大量應(yīng)用于航空、航天和高鐵等領(lǐng)域。以機(jī)艙內(nèi)飾構(gòu)件為應(yīng)用對(duì)象，一般來說，用于壁板、隔板等非承力型構(gòu)件的夾層結(jié)構(gòu)其主要性能包括板一芯粘接性能、力學(xué)性能、阻燃性能和耐環(huán)境性能，而用于地板、行李箱等承力型夾層結(jié)構(gòu)根據(jù)其實(shí)際使用需要還增加了嵌件剪切和面內(nèi)剪切等性能的考察。例如，波音材料標(biāo)準(zhǔn)BMS 4-17、BMS 4-20等對(duì)客、貨艙地板的嵌件剪切強(qiáng)度和面內(nèi)剪切強(qiáng)度有明確的性能指標(biāo)要求，并且對(duì)所需要測(cè)試試樣的技術(shù)規(guī)格和尺寸進(jìn)行了規(guī)定。但是，上述材料標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)測(cè)試用夾具工裝并不明確，國(guó)內(nèi)外能夠涉及到夾層結(jié)構(gòu)面內(nèi)剪切性能及其測(cè)試方法的公開專利、學(xué)術(shù)文章以及相關(guān)報(bào)道均無法查詢到。
[0003]尤其近年來，我國(guó)大型飛機(jī)的研制對(duì)復(fù)合材料的使用需求日益增加。由于在設(shè)計(jì)選材方面緊跟歐美最先進(jìn)水平，對(duì)以客、貨艙地板為代表的承力型夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的全面力性能研究已不僅僅局限于長(zhǎng)梁彎曲、滾筒剝離、平面壓縮、平板剪切等傳統(tǒng)性能，還包括模擬材料部件在使用過程中可能出現(xiàn)的因面內(nèi)拉伸所導(dǎo)致的預(yù)埋件與板材膠結(jié)失效以及板材整體板一芯粘接失效等性能、行為。這就要求在研究上述力學(xué)性能、失效行為自身特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從設(shè)計(jì)測(cè)試夾具工裝入手，對(duì)結(jié)構(gòu)面的剪切強(qiáng)度和面內(nèi)剪切強(qiáng)度的測(cè)方法進(jìn)行研究，最終完成性能測(cè)試，獲得面內(nèi)剪切極限載荷值和相應(yīng)的變形量，從而對(duì)夾層結(jié)構(gòu)的全面性能得到深入了解，由此可見，對(duì)測(cè)試工裝的研制更是必要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題:為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)面內(nèi)剪切性能測(cè)試用的工裝，以準(zhǔn)確測(cè)試出均勻?qū)ΨQ方向上的面內(nèi)剪切極限載荷值和相應(yīng)的變形量。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案:
[0006]—種用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)面內(nèi)剪切性能測(cè)試用的工裝，包括固定板、夾具以及待測(cè)樣件，所述的固定板為兩端呈半圓弧型結(jié)構(gòu)的矩形板，固定板兩端開有板間互相連接的圓形孔，圓形孔附近的板厚度薄于其他部位厚度的一半，固定板較厚的部位上均勻開有與待測(cè)樣件邊緣連接的通孔，
[0007]待測(cè)樣件為方形，在其兩個(gè)面上的四邊固定連接8個(gè)相同的固定板，形成組合件，組合件的兩面的每個(gè)面上的4個(gè)固定板均在同一平面上，固定板互相連接時(shí)相鄰兩個(gè)固定板的半圓弧型端與較厚端轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生干涉；
[0008]組合件的對(duì)角連接有夾具，用于與測(cè)試機(jī)構(gòu)相連，對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)面內(nèi)剪切性能順利進(jìn)行測(cè)試。
[0009]半圓弧的外端點(diǎn)距較厚部位中心軸線尺寸與固定板寬度一致。
[0010]固定板較厚的部位上開有的通孔孔徑不大于10mm。
[0011]待測(cè)樣件與固定板之間用玻璃纖維增強(qiáng)型雙面膠帶粘接。
[0012]待測(cè)樣件四角為內(nèi)圓弧形狀或平角形狀，使夾具與固定板之間不發(fā)生干涉。
[0013]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果:
[0014](1)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了可覆蓋待測(cè)樣件上、下面邊緣的固定板組合結(jié)構(gòu)，保證了待測(cè)樣件所受的載荷均勻分布到其四周，從而保證了純面內(nèi)剪切行為的發(fā)生；
[0015](2)本實(shí)用新型通過采用纖維增強(qiáng)型雙面膠粘接和螺釘、螺栓緊固兩種形式使夾具和待測(cè)樣件成為了一個(gè)固定的整體，保證了待測(cè)樣件所受的載荷均勻分布到試樣四周，從而保證了純面內(nèi)剪切行為的發(fā)生；采用具有一定強(qiáng)度膠結(jié)材料進(jìn)行粘接在保證了待測(cè)樣件與夾具層間強(qiáng)度的同時(shí)，還起到了對(duì)待測(cè)樣件的保護(hù)作用，避免了由純機(jī)械緊固易導(dǎo)致待測(cè)樣件與夾具連接處損壞問題的發(fā)生。
[0016](3)本實(shí)用新固定板較厚的部位上開有的通孔孔徑不宜過大，確保了在拉伸測(cè)試時(shí)，固定板與待測(cè)樣件之間不發(fā)生拉脫，使試驗(yàn)有效進(jìn)行。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型測(cè)試用工裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為圖1的A-A向視圖；
[0019]圖3為圖1的B-B向視圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型固定板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本實(shí)用新型工作中的正向視圖；
[0022]圖6為本實(shí)用新型工作中的側(cè)向視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述:
[0024]—種用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)面內(nèi)剪切性能測(cè)試用的工裝，如圖1所示，包括固定板3、夾具7以及待測(cè)樣件1，所述的固定板3為兩端呈半圓弧型結(jié)構(gòu)的矩形板，固定板3兩端開有板間互相連接的圓形孔6，圓形孔6附近的板厚度薄于其他部位厚度的一半，固定板3較厚的部位上均勻開有與待測(cè)樣件1邊緣連接的通孔5，如圖5所示，半圓弧的外端點(diǎn)距較厚部位中心軸線尺寸與固定板3寬度一致，固定板3較厚的部位上開有的通孔孔徑不大于10_，如果開有的通孔孔徑過大，會(huì)造成在拉伸測(cè)試時(shí)，使固定板與待測(cè)樣件之間發(fā)生拉脫，使試驗(yàn)失效。
[0025]待測(cè)樣件1為方形，在其兩個(gè)面上的四邊固定連接8個(gè)相同的固定板3，形成組合件，組合件的兩面的每個(gè)面上的4個(gè)固定板3均在同一平面上，固定板3互相連接時(shí)相鄰兩個(gè)固定板3的半圓弧型端與較厚端轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生干涉，如圖3所示；
[0026]組合件的對(duì)角連接有夾具7，用于與測(cè)試機(jī)構(gòu)相連，如圖5-6所示，對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)面內(nèi)剪切性能順利進(jìn)行測(cè)試。待測(cè)樣件1四角為內(nèi)圓弧形狀或平角形狀，使夾具7與固定板3之間不發(fā)生干涉。
[0027]待測(cè)樣件1與固定板3之間用玻璃纖維增強(qiáng)型雙面膠帶2粘接，如圖2所示，通過采用纖維增強(qiáng)型雙面膠粘接和螺釘、螺栓緊固兩種形式使夾具和試樣成為了一個(gè)固定的整體，保證了試樣所受的載荷均勻分布到試樣四周，從而保證了純面內(nèi)剪切行為的發(fā)生；采用具有一定強(qiáng)度膠結(jié)材料進(jìn)行粘接在保證了試樣與夾具層間強(qiáng)度的同時(shí)，還起到了對(duì)試樣的保護(hù)作用，避免了由純機(jī)械緊固易導(dǎo)致試樣與夾具連接處損壞問題的發(fā)生。
[0028]本實(shí)用新型未公開內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)面內(nèi)剪切性能測(cè)試用的工裝，其特征在于:包括固定板(3)、夾具(7)以及待測(cè)樣件(1)，所述的固定板(3)為兩端呈半圓弧型結(jié)構(gòu)的矩形板，固定板(3)兩端開有板間互相連接的圓形孔￠)，圓形孔(6)附近的板厚度薄于其他部位厚度的一半，固定板(3)較厚的部位上均勻開有與待測(cè)樣件(1)邊緣連接的通孔(5)， 待測(cè)樣件(1)為方形，在其兩個(gè)面上的四邊固定連接8個(gè)相同的固定板(3)，形成組合件，組合件的兩面的每個(gè)面上的4個(gè)固定板(3)均在同一平面上，固定板(3)互相連接時(shí)相鄰兩個(gè)固定板(3)的半圓弧型端與較厚端轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生干涉； 組合件的對(duì)角連接有夾具(7)，用于與測(cè)試機(jī)構(gòu)相連，對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)面內(nèi)剪切性能順利進(jìn)行測(cè)試。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)面內(nèi)剪切性能測(cè)試用的工裝，其特征在于:半圓弧的外端點(diǎn)距較厚部位中心軸線尺寸與固定板(3)寬度一致。3.如權(quán)利要求1所述的一種用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)面內(nèi)剪切性能測(cè)試用的工裝，其特征在于:固定板(3)較厚的部位上開有的通孔孔徑不大于10mm。4.如權(quán)利要求1所述的一種用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)面內(nèi)剪切性能測(cè)試用的工裝，其特征在于:待測(cè)樣件(1)與固定板(3)之間用玻璃纖維增強(qiáng)型雙面膠帶(2)粘接。5.如權(quán)利要求4所述的一種用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)面內(nèi)剪切性能測(cè)試用的工裝，其特征在于:待測(cè)樣件(1)四角為內(nèi)圓弧形狀或平角形狀，使夾具(7)與固定板(3)之間不發(fā)生干涉。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)面內(nèi)剪切性能測(cè)試用的工裝，包括固定板、夾具以及待測(cè)樣件，所述的固定板為兩端呈半圓弧型結(jié)構(gòu)的矩形板，固定板兩端開有板間互相連接的圓形孔，圓形孔附近的板厚度薄于其他部位厚度的一半，固定板較厚的部位上均勻開有與待測(cè)樣件邊緣連接的通孔，待測(cè)樣件為方形，在其兩個(gè)面上的四邊固定連接8個(gè)相同的固定板，固定板互相連接時(shí)相鄰兩個(gè)固定板的半圓弧型端與較厚端轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生干涉。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了可覆蓋待測(cè)樣件上、下面邊緣的固定板組合結(jié)構(gòu)，保證了待測(cè)樣件所受的載荷均勻分布到其四周，從而保證了純面內(nèi)剪切行為的發(fā)生。
【IPC分類】G01N3/24
【公開號(hào)】CN205067244
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520711183
【發(fā)明人】王偉, 左小彪, 馮志海, 顏雪, 孫福瑞
【申請(qǐng)人】航天材料及工藝研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月14日