[发明专利]一种用于测试纤维复合材料层间剪切强度的设备与方法

权利要求书

1.一种用于测试纤维复合材料层间剪切强度的设备，包括底座(1)、外框架(2)、下垫板(3)、紧固螺栓(4)、上垫块(5)、压头(6)、支撑架(7)、轴承(8)和试件(9)，其特征在于：外框架(2)与底座(1)上表面的左端固定连接，支撑架(7)与底座(1)上表面的右端固定连接，压头(6)通过轴承(8)与支撑架(7)铰接，外框架(2)的侧面设有矩形口槽，用于限制上垫块的水平运动，矩形口槽底边的高度低于轴承(8)的中心，外框架(2)的内侧底面向下开有凹槽，用于固定下垫板(3)，试件(9)的上表面与轴承(8)的中心在同一水平面上，外框架(2)的顶部设有紧固螺栓(4)，外框架(2)内设有上垫块(5)和下垫板(3)，试件(9)通过紧固螺栓(4)固定在上垫块(5)和下垫板(3)之间，上垫块(5)两边突起部分的宽度与矩形口槽的宽度相同，使得上垫块(5)只能沿竖直方向运动，外框架(2)、下垫板(3)及上垫块(5)靠近支撑架(7)方向的一面均在同一个竖直平面内。

2.根据权利要求1所述的一种用于测试纤维复合材料层间剪切强度的设备，其特征在于：所述的向试件施加向下压力的压头(6)的下表面与轴承(8)的中心在同一水平面上；当压头(6)的下表面处于水平位置时，压头(6)的下边缘与上垫块(5)的上边缘之间的空隙小于0.1mm，保证试件(9)在指定的竖直平面内发生剪切破坏；压头(6)靠近外框架的一面有倾斜度，保证压头(6)在向下运行的过程中不接触外框架，压头(6)的上表面设有一个突起，以保证外力平行于试件的剪切面。

3.一种用于测试纤维复合材料层间剪切强度的方法，其特征在于：

1)试件准备：将圆柱或矩形单向纤维增强树脂复合材料试件的两边垂直于纤维方向各切下一块，保证两个切面平行；

2)试件安装：选择对应高度的下垫板(3)，试件放在下垫板(3)上，盖上上垫块(5)，调整试件(9)的位置，使其指定的剪切面恰好处于上垫块(5)边缘，并拧紧紧固螺栓(4)，固定试件(9)，并确定试件(9)的高度与轴承(8)中心在同一水平面；

3)试件测试：并将此测试设备放在万能试验机的底座上，调整设备的水平位置使压头(6)的凸起部分处于万能试验机的受力中心，利用万能试验机向压头(6)的凸起部分施加压力，并记录荷载-位移曲线，试件破坏后，停止试验；

4)数据分析：试件的层间剪切强度等于最大荷载除以试件剪切面的宽度与高度乘积。