[发明专利]测试样本的周向剪切性质的测试方法和测试夹具

说明书

本发明涉及测试样本的周向剪切性质的测试方法和测试夹具。确定弧形测试样本(100)的周向剪切性质的测试夹具(198)包括外夹具(220)和内夹具(200)。外夹具(220)联接到测试样本(100)的外侧面(106)，以可旋转的方式安装在中心销(240)上并且包括摇臂(228)。内夹具(200)联接到测试样本(100)的内侧面(104)，以可旋转的方式安装在中心销(240)上并且包括在与摇臂(228)相反的方向上延伸的负荷臂(204)。内夹具(200)和外夹具(220)被构造成使得，通过向摇臂(228)和负荷臂(204)施加测试负荷(280)，造成摇臂和负荷臂绕着中心销(240)旋转，从而产生内侧面(104)相对于外侧面(106)的周向移动并在测试样本(100)中引起周向剪切负荷(150)。

技术领域

本公开总体上涉及结构测试，更具体地，涉及用于确定结构的剪切性质的测试系统。

背景技术

夹层结构用于广泛行业内的各式各样的应用。夹层结构由相对面受面板限制的质轻芯构成。面板可以由金属材料或非金属材料形成。芯可以具有诸如泡沫或蜂窝的多孔构造。芯还可以形成为波纹构造或束状结构。由于芯的质量相对轻，导致相比于实心金属面板和实心复合式层压物，夹层结构有利地具有相对高的刚度-重量比。另外，由于芯的密度相对较低，导致夹层结构具有相对高的强度-重量比。

在夹层结构的设计和开发期间，在进行材料选择和尺寸确定时，需要使用夹层结构的机械性质。例如，在选择芯和面板的材料组分、几何形状和厚度时，可使用夹层结构的静态和疲劳性质(诸如，静态剪切模量、剪切强度和剪切疲劳)。传统上，使用根据对平坦夹层测试样本的测试推导出的数据来表征弯曲夹层结构的静态和疲劳性质。然而，当具有蜂窝芯的夹层结构形成为弯曲形状时，夹层结构的静态和疲劳性质可以相对于平坦夹层结构的静态和疲劳性质发生重大变化。就这点而言，传统的使用平板测试数据的设计方法会导致使用弯曲夹层结构的不准确机械性质，会导致设计构造是不谨慎的。

如可以明白的，在本领域中需要准确表征弯曲夹层结构的用于测试这种弯曲夹层结构的系统和方法。就这点而言，在本领域中需要当芯(诸如，蜂窝芯)形成为弯曲形状时对弯曲夹层结构的结构性质负责的用于测试弯曲夹层结构的系统和方法。

发明内容

具体地通过本公开应对并且消除与弯曲夹层结构的周向剪切性质关联的上述需要，本公开提供了一种用于确定弧形测试样本的周向剪切性质的测试夹具。所述测试夹具可包括外夹具和内夹具。所述外夹具可以联接到测试样本的外侧面，以可旋转的方式安装在中心销上并且可以包括摇臂。所述内夹具可以联接到所述测试样本的内侧面，以可旋转的方式安装在所述中心销上并且可以包括在与所述摇臂相反的方向上延伸的负荷臂。所述内夹具和所述外夹具可以被构造成使得，通过向所述摇臂和所述负荷臂施加测试负荷，造成所述摇臂和所述负荷臂绕着所述中心销旋转，从而产生所述内侧面相对于所述外侧面的周向移动，并且在所述测试样本中引起周向剪切负荷。

在另一个实施方式中，公开了一种用于确定具有弧形形状的夹层结构测试样本的周向剪切性质的测试夹具。外夹具可以联接到测试样本的外侧面。所述测试样本可以包括芯、内面板和外面板。所述测试样本可以形成为限定曲率中心的弧形形状。所述外夹具可以可旋转的方式安装在与所述曲率中心共轴的中心销上。所述外夹具可以包括相对于被施加到测试样本的测试负荷的加载轴线横向向外延伸的摇臂。所述测试夹具还可以包括设置在所述外夹具的相对侧的一对负荷臂(即，内夹具)。所述负荷臂可以联接到所述测试样本的内侧面。所述负荷臂可以在与所述摇臂相反的方向上延伸并且可以可旋转的方式安装在所述中心销上。所述负荷臂和所述外夹具可以被构造成使得，通过向所述摇臂和所述负荷臂中的每个的端部施加测试负荷，造成所述摇臂和所述负荷臂绕着所述中心销旋转，从而响应于所述摇臂和所述负荷臂的旋转而产生所述内面板和所述外面板相对于彼此的周向移动，并且在所述测试样本中引起周向剪切负荷。