[发明专利]一种用于测试陶瓷基复合材料剪切强度的分体式夹具

说明书

技术领域

本发明涉及测试复合材料强度的夹具，具体地说，涉及一种用于测试陶瓷基复合材料剪切强度的分体式夹具。

背景技术

剪切性能是材料最基本的力学性能之一。现有技术测试连续纤维增强陶瓷基复合材料剪切强度的方法中应用最为广泛的是美国的文献“ASTM C1425和ASTM C1292标准”。这两个标准中分别推荐使用了一种测试连续纤维增强陶瓷基复合材料剪切性能的夹具。

ASTM C1292推荐的夹具中，利用螺纹将上下夹块和夹具连接起来，从而使试样得到固定，以免加载时发生弯曲。该夹具的不足之处在于:只适用于室温剪切试验。

ASTM C1425推荐的夹具中，使用活塞结构，通过在夹具和试样间增加一层中间层材料，依靠材料在高温下热膨胀量的不同来确保试样在试验过程中不受弯曲效应的影响。但要求使用的中间相材料的热膨胀系数大于或等于试样在厚度方向上的热膨胀系数。夹具的不足之处是:对于测试不同的材料都要选择各自相配的中间层材料，因此试验夹具的应用范围受到了限制；此外由于试样、中间层和夹具间的热膨胀系数失配，在高温下使试样受到压应力。另外，在应用中，夹具会因磨损而不能保证对试样精确的夹持，这些都会增大试验结果的误差。

发明专利200910023320.8中公开了“一种可用于测试连续纤维增强复合材料的室温和高温剪切强度的夹具”，但夹具在应用中存在以下不足:第一，支撑试样的下夹具为一个整体，高温测试时由于局部应力集中易发生损坏；第二，高温下夹具的变形会导致试样夹持出现问题，试样易发生倾倒，试样中心与上下压杆出现不对中现象，从而不能获得有效测试结果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，以及室温和高温使用不同的夹具、测试结果误差大、夹具使用范围小、夹具易损坏、寿命短的问题；本发明提出一种用于测试陶瓷基复合材料剪切强度的分体式夹具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括左侧固定块、支撑块、右侧固定块、夹具底座、梯形楔块、梯形块、长方体块，所述夹具底座为长方凹槽形结构，夹具底座内左右两侧面为斜面，夹具底座内侧斜面角度和左侧固定块侧面的斜面角度相同，所述支撑块为长方体结构，支撑块位于夹具底座内底部,左侧固定块和右侧固定块位于夹具底座内底部支撑块的两端；梯形块和长方体块分别位于左侧固定块和右侧固定块相对的一侧，两个梯形楔块分别位于夹具底座内侧，且与夹具底座、左侧固定块、右侧固定块紧密配合。

左侧固定块斜面和夹具底座内侧斜面上吸附石墨层或者BN粉体材料的任一种。

有益效果

本发明提出的用于测试陶瓷基复合材料剪切强度的分体式夹具，包括左侧固定块、支撑块、右侧固定块、夹具底座；左侧固定块为带有斜面的块状结构，支撑块和右侧固定块均为简单的长方体结构，夹具底座为左右两侧带有斜面的凹槽结构，左侧固定块、支撑块、右侧固定块固定在夹具底座内，夹具底座内侧斜面和左侧固定块侧面的斜面角度相等，夹具底座与左侧固定块、右侧固定块通过梯形楔块进行紧密固定；试件通过左右两侧的梯形块和长方体块固定在组成分体式夹具围成的空间内。

与现有技术相比，采用本发明测试陶瓷基复合材料剪切强度的分体式夹具测试时，减小了弯曲效应对试验结果的影响，使得实验结果更加接近材料的真实剪切强度，并且能有效地避免高温下因局部应力集中导致的夹具断裂的发生；在测试不同复合材料时，不需选择适当的中间层材料，在室温和高温下使用同一夹具，高温测试时夹具不易发生损坏且试样可持续有效固定，夹具寿命大大提高，节约了试验成本。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种用于测试陶瓷基复合材料剪切强度的分体式夹具作进一步详细说明。

图1为本发明测试陶瓷基复合材料剪切强度的分体式夹具示意图。

图2为本发明的左侧固定块结构示意图。

图3为本发明的支撑块结构示意图。

图4为本发明的右侧固定块结构示意图。

图5为本发明的夹具底座结构示意图。

图6为本发明的梯形块结构示意图。

图中:

1.左侧固定块  2.支撑块  3.右侧固定块  4.夹具底座  5.梯形楔块6.梯形块  7.长方体块  8.试件

具体实施方式

本实施例是一种用于测试陶瓷基复合材料剪切强度的分体式夹具。