[发明专利]一种纤维增强复合材料低温力学拉伸性能测试用工装夹具

说明书

技术领域

本发明涉及一种试验用夹具，特别涉及一种纤维增强复合材料低温力学拉伸性能测试用工装夹具，适用于纤维增强复合材料板材试样室温～4.2K拉伸力学性能测试。

背景技术

随着新型纤维增强复合材料的不断涌现，其优良的力学性能、与同等体积的金属相比质量小等特点获得了广泛的关注。特别是一些纤维增强复合材料在国防、航天及民用领域潜在的应用前景，研究并获得相关纤维增强复合材料的低温力学拉伸性能，特别是低温(77K至4.2K)力学性能显得尤为迫切。

目前纤维增强复合材料的拉伸力学性能测试依照国标需要采用尺寸比较大的哑铃型或长条形板材试样进行测试。鉴于一些纤维增强复合材料如玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料在低温下抗拉强度与室温相比有显著的增加，所以需要的加持力相对普通的金属材料要大。

目前用于测试材料的拉伸力学性能的夹具普遍采用楔形夹具，如CN202177546U、CN202974775U等公开的结构；这种夹具的优点是随试验力的增加，加持力增加，适合大多数的拉伸情况，但是其缺点是初始加持力小，而在低温拉伸测试时，由于试样以及夹具的收缩，初始加持力变得更小，容易造成试样与夹具间发生打滑，测试不能有效的完成。

同时由于纤维材料本身的限制，不能采用打孔穿销的办法，因为拉伸过程中试样在销孔处最先发生破坏。

鉴于以上原因，国内还没有有效地用来测试纤维增强复合材料在低温下的拉伸力学性能的试验夹具，主要存在的问题是拉伸测试过程时试样与夹具发生打滑、夹具本身受力时变形较大等；所以研究并提供一种纤维增强复合材料低温力学拉伸性能测试用工装夹具具有非常重要的意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种纤维增强复合材料低温力学拉伸性能测试用工装夹具，其具有安装方便，导向准确，抗变形能力强，适用于多种标准或非标准尺寸的纤维增强复合材料的测试，具有适用于室温～4.2K(室温至液氦沸点温度)广阔测试温区的特点。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的纤维增强复合材料低温力学拉伸性能测试用工装夹具，其由形状结构完全相同且相对放置的上夹头和下夹头组成；其特征在：

所述上夹头由两个内侧面相对放置的平板状上夹套、螺栓和两个上齿牙元件组成；所述两个平板状上夹套相对的内侧上设有对称布置的凹槽，所述凹槽内分别装上齿牙元件；两个上齿牙元件相对的表面上均匀地设有凸出其表面的用于均匀夹紧试样的齿痕；所述两个平板状上夹套的纵向表面上分别开有呈水平态的上螺栓孔，通过所述上螺栓孔和螺栓将两个内侧面相对放置的平板状上夹套固定成一体；

所述下夹头由两个内侧面相对放置的平板状下夹套、螺栓和两个下齿牙元件组成；所述两个平板状下夹套相对的内侧上设有对称布置的凹槽，所述凹槽内分别装下齿牙元件；两个下齿牙元件相对的表面上均匀地设有凸出其表面的用于均匀夹紧试样的齿痕；所述两个平板状下夹套的纵向表面上分别开有呈水平态的下螺栓孔，通过所述下螺栓孔和螺栓将两个内侧面相对放置的平板状下夹套固定成一体；

所述上夹头的两个内侧面相对放置的平板状上夹套的纵向表面上部开有一个呈水平态的上通孔；所述下夹头的两个内侧面相对放置的平板状下夹套的纵向表面下部开有一个呈水平态的下通孔；所述上通孔和下通孔分别用于穿销连接传力杆。

所述螺栓的材质为高强不锈钢材料。

所述的上齿牙元件和下齿牙元件上的齿痕为尖锐的棱锥型棱角。

所述上齿牙元件和下齿牙元件的材质为洛氏硬度大于50HRC的硬质材料。

本发明提供的纤维增强复合材料低温力学拉伸性能测试用工装夹具具有以下优点：

1、适用于不同纤维增强复合材料板材试样的拉伸力学性能测试；

2、安装方便、试样与夹具间不打滑，加持试样牢固；夹具主体不变形等；

3、适用于宽的温度范围(室温～4.2K)；

4、可以进行标准或非标准试样的测试。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为夹套的结构示意图；

图3为本发明的夹具与传统夹具的拉伸测试试验结果对比示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图；图2为夹套的结构示意图；由图可知，本发明提供的纤维增强复合材料低温力学拉伸性能测试用工装夹具，其由形状结构完全相同且相对放置的上夹头1和下夹头2组成；