[发明专利]用于纤维复合材料疲劳试验的防失稳装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种用于纤维复合材料疲劳试验的防失稳装置，其用于双曲面哑铃型试样的试验中，具体包括第一压板、第二压板和用于将两压板连接在一起的紧固件；各压板均包括一基板和从该基板的一面向外凸出的压紧部，两个压紧部相对设置。本发明还公开了一种试验方法，具体包括将式样夹持在两块压板之间，开启冷却装置，施加设定载荷等步骤。上述防失稳装置及试验方法，可以在双曲面哑铃型试样检测纤维复合材料层合板的抗疲劳试验过程中，减少在试验过程中试样产生屈曲失稳的现象。

技术领域

本发明涉及纤维复合材料力学性能测试领域，具体是一种用于纤维复合材料疲劳试验的防失稳装置及试验方法。

背景技术

纤维复合材料的基体一般为树脂类，在纤维复合材料层合板疲劳试验中，试样经常加工成直条型或双曲面哑铃型。由于试样在试验过程中承受循环载荷，试样最薄弱的中段容易产生屈曲失稳，因此需要通过安装防失稳装置来辅助试样的稳定性，目前的防失稳装置通常由两片平板状的部件夹持在试样的两侧，以减少在试验过程中试样产生屈曲失稳的现象，目前这种采用平板状部件的防失稳装置在用于直条型试样的试验中，具有较好的效果。

但是在采用双曲面哑铃型试样的试验的过程中，仍旧常常发生试样屈曲失稳现象，请参阅图9，图9是双曲面哑铃型试样的结构简图，该双曲面哑铃型试样200包括中段202和位于中段202相对的两端的施力段201，在双曲面哑铃型试样200的厚度方向上、在中段202的相对的两侧各具有一凹槽204，凹槽204的底面205呈圆弧状，两个凹槽204对称设置在双曲面哑铃型试样200的厚度方向的两侧。在双曲面哑铃型试样的试验过程中，由于中段202的厚度比较薄，经常发生试样屈曲失稳现象，屈曲失稳现象使得试样的疲劳试验不能正常地顺利进行，导致无法对复合材料的疲劳性能进行有效的评价。

另外在进行疲劳试验的过程中，试样本身会产生一定的热量，同时试样与防失稳装置之间相互摩擦也会产生一定的热量，这些热量无法及时散去时，随着试验的持续进行就会造成试样的温度不断上升。

树脂基的纤维复合材料层合板随着温度逐渐上升，树脂的性能开始发生变化，这将导致复合材料层合板的力学性能急剧下降，会直接导致试样加速失效，疲劳试验不能正常顺利进行，以致无法实现对复合材料疲劳性能的有效评价。目前，对纤维复合材料层合板疲劳试验的要求越来越高，尤其是在风电行业，纤维复合材料层合板疲劳试验具有耗时长、费用高、难度大等特点，因此在疲劳试验过程中非正常破坏的试样愈多，必将造成测试时间、测试费用大幅增加。为了避免试验过程中试样的温度升的过高，常规的做法是采用吹风散热的方式对试样进行降温，虽然吹风散热的方式能够将试样的温度控制在一定范围内，但是当环境温度较高时，往往不能对试样的温度进行有效的控制，试样的温度常常升的很高，疲劳试验难以顺利完成等缺点。

发明内容

本发明的目的在于，在采用双曲面哑铃型试样检测纤维复合材料层合板的抗疲劳试验过程中，减少在试验过程中试样产生屈曲失稳的现象，在上述目标的基础上，有效地控制试验过程中试样的温度。为达到上述目标，本申请首先提供一种用于纤维复合材料疲劳试验的防失稳装置，以使纤维复合材料采用双曲面哑铃型试样来检测其疲劳强度时，不再发生屈曲失稳现象。

本发明所涉及的防失稳装置用于双曲面哑铃型试样的试验中，其包括第一压板、第二压板和紧固件；所述紧固件将第一压板与第二压板连接一起；

所述第一压板包括一第一基板，从第一基板的一面向外凸出的第一压紧部，该第一压紧部具有一向外凸出的第一圆弧面；所述第二压板包括一第二基板，从第二基板的一面向外凸出的第二压紧部，该第二压紧部具有一向外凸出的第二圆弧面；第一圆弧面与第二圆弧面的弧度相同、且与双曲面哑铃型试样上的向内下凹的圆弧面的弧度相同；所述第一圆弧面与第二圆弧面相对设置。

在将第一压板与第一压板分别设置在双曲面哑铃型试样的具有凹槽的相对的两侧时，第一圆弧面与第二圆弧面相对设置，且第一压紧部与第二压紧部分别伸入双曲面哑铃型试样的一个凹槽内，所述紧固件将第一压板与第二压板夹持在双曲面哑铃型试样上。