[实用新型]用于材料双轴拉伸试验的加载装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于材料双轴拉伸试验的加载装置，属于复合材料复杂载荷测试领域。

背景技术

复合材料在承力结构中的应用比重越来越大，使得材料承受的应力状态也越来越复杂。因此，对复合材料的强度特性，特别是双轴应力或多轴应力状态下的破坏特性的研究也越发必要，以保证材料结构在使用中的安全。

目前复合材料单轴性能测试技术较为成熟，一般只需通过某一个加载方向进行加载，即可获得材料的单轴力学性能，常见的复合材料单轴测试标准可参见GB/T1447-2005(静态拉伸性能测试)及GB/T16779-2008(拉-拉疲劳性能测试)等。而复合材料双轴性能测试方法则无任何标准可以遵循。

目前，双轴加载设备一般分为两大类：(1)利用单轴加载系统构成的双轴加载设备；(2)利用两个或多个加载系统构成的双轴加载设备。第一类装置主要利用一定的机械结构实现双轴加载，如实用新型专利“一种用于材料双向加载试验的试验装置”(授权号CN102353578B)，该装置可以实现双轴拉伸加载，但各类连接结构较多，实际实现较为复杂。第二类装置由两个或多个加载系统独立实现(参见文献“蔡登安,周光明,王新峰,等.纤维增强复合材料双轴强度研究进展.宇航材料工艺,2014,(4):11-18.”)，这种试验装置较容易实现任意比例双轴拉伸或压缩试验，但由于试验设备构造复杂，成本较高，而且对控制系统的要求较高，因而该方法的应用在一定程度上受到了限制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种用于材料双轴拉伸试验的加载装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于材料双轴拉伸试验的加载装置，其特征在于：该装置由上下两个完全一样的Y型拉伸夹头构成；每个Y型拉伸夹头均由一个夹持端和两个加载臂组成；两个加载臂呈直角，夹持端位于该直角平分线上；每个加载臂具有一个长条形槽口，长条形槽口将该加载臂分割成前、后两个加载支臂；加载支臂均匀设置螺栓孔；上述两个Y型拉伸夹头呈对开口对称布置，形成正方形闭合空间。

用于材料双轴拉伸试验的加载装置的加载方法，其特征在于包括以下过程：步骤1、将试样切割成正方形板样试件，四周伸出用于夹持的凸出部分，在该突出部分粘贴好加强片；步骤2、按加载装置螺栓孔的布置在正方形板样试件的凸出部分打孔；步骤3、将正方形板样试件与上下两个Y型拉伸夹头通过螺栓连接起来；步骤4、通过上下两个Y型拉伸夹头的夹持端安装在万能试验机上，调节好对心位置；步骤5、操作试验机调节间隙，使试样处于微拉伸状态；利用等角度载荷分配原理，装置上下载荷为F，根据直角等腰三角形的夹头结构，正方形试样各边实际分配的拉伸载荷为可实现加载比例为1:1的等轴双向拉伸加载试验；步骤6、根据不同试样材料设置加载速率，进行双轴拉伸测试，通过应变片及应变仪或光学测量系统测量应变或变形。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、装置构造简单，便于加工及维护，能够方便的完成试验任务；

2、试样形状加工容易，不需要特殊的加工形状；

3、能够在万能试验机上实现双轴拉伸加载试验，试验成本较低；

4、载荷分配均匀，具有足够的等双轴拉伸加载精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的正视图和侧视图；

图3为本实用新型工作时试样的载荷分配示意图；

图中各标号名称：1、夹持端，2、加载臂，3、螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例的方式，对本实用新型进行详细说明：

实施例

一种用于材料双轴拉伸试验的加载装置，其结构如图1、图2所示，该装置由上下两个完全一样的Y型拉伸夹头构成；每个Y型拉伸夹头均由一个夹持端1和两个加载臂2组成；两个加载臂呈直角，夹持端位于该直角平分线上；每个加载臂2具有一个长条形槽口，长条形槽口将该加载臂2分割成前、后两个加载支臂；加载支臂均匀设置螺栓孔3；

上述两个Y型拉伸夹头呈对开口对称布置，形成正方形闭合空间。

用于材料双轴拉伸试验的加载装置的加载方法，其特征在于包括以下过程：

步骤1、将试样切割成正方形板样试件，四周伸出用于夹持的凸出部分，在该突出部分粘贴好加强片；

步骤2、按加载装置螺栓孔3的布置在正方形板样试件的凸出部分打孔；

步骤3、将正方形板样试件与上下两个Y型拉伸夹头通过螺栓连接起来；