[发明专利]一种微观尺度下粘弹性材料拉伸试验测试夹具及试验方法

权利要求书

1.一种微观尺度下粘弹性材料拉伸试验测试夹具，其特征在于：所述微观尺度下粘弹性材料拉伸试验测试夹具由主体模具（1）、内陷式材料浇筑区（2）、预制裂缝模块（3）、预制裂缝针尖（4）、底盘（6）及底盘卡槽（5）组成，所述底盘（6）上设有一组底盘卡槽（5），主体模具（1）上设有与底盘卡槽（5）搭配使用的缺口，主体模具（1）通过底盘卡槽（5）安装固定于底盘（6）上，主体模具（1）顶面中间部位通过机械线切割方式形成镂空的内陷式材料浇筑区（2），主体模具（1）侧面中间部位设有预制裂缝模块（3），预制裂缝模块（3）内部安装有预制裂缝针尖（4）。

2.一种微观尺度下粘弹性材料拉伸试验测试夹具的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：微观尺度下粘弹性材料拉伸试验测试夹具烘干加热；

第二步：粘弹性材料融化浇注；

第三步：预制裂缝设定贯入；

第四步：微观拉伸试件预处理；

第五步：组合件脱模；

第六步：SEM—serve设备下测试与观测。

3.根据权利要求1所述的一种微观尺度下粘弹性材料拉伸试验测试夹具，其特征在于：所述主体模具（1）尺寸为长69.8mm，宽19.6mm，高10mm，内陷式材料浇注区（2）边缘距主体模具（1）边缘24.9mm。

4.根据权利要求1所述的一种微观尺度下粘弹性材料拉伸试验测试夹具，其特征在于：所述内陷式材料浇筑区（2）为哑铃型结构，通过线切割方式在主体模具内成型，完全贯穿整个主体模具，哑铃型长度尺寸限定为16-22mm。

5.根据权利要求1所述的一种微观尺度下粘弹性材料拉伸试验测试夹具，其特征在于：所述主体模具（1）之上设有可拆卸的预制裂缝模块（3），预制裂缝模块（3）长度10mm、宽度1mm，预制裂缝模块（3）前端设置夹口，夹口内夹持有预制裂缝针尖（4），预制裂缝模块（3）上表面设有标尺，预制裂缝模块（3）通过推拉的方式牵引预制裂缝针尖（4）贯入内陷式材料浇筑区内，所述预制裂纹针尖（4）尺寸为长10mm、宽2mm、高1mm。

6.根据权利要求1所述的一种微观尺度下粘弹性材料拉伸试验测试夹具，其特征在于：所述底盘（6）上设有与主体模具（1）搭配使用的底盘卡槽（5），底盘（6）尺寸为长75mm、宽19.6mm、高10mm，通过底盘卡槽（5）与主体模具（1）拼装在一起，底盘（6）采用NAK80模具钢。

7.根据权利要求2所述的微观尺度下粘弹性材料拉伸试验测试夹具的试验方法，其特征在于：所述第二步中加热融化粘弹性材料，使粘弹性材料呈流动状且无固体弹性特征，第一步中烘干加热微观尺度下粘弹性材料拉伸试验测试夹具的加热温度高出粘弹性材料加热温度≥10℃，最后将加热成粘性液体状的粘弹性材料均匀浇注在已加热处理的内陷式材料浇注区（2）内，浇筑时间≤1min。

8.根据权利要求2所述的微观尺度下粘弹性材料拉伸试验测试夹具的试验方法，其特征在于：所述第三步和第四步中，浇筑完粘弹性材料后，推拉预制裂缝模块（3），使预制裂缝针尖（4）贯入内陷式材料浇筑区（2）内，贯入深度为1-2mm，在预制裂缝模块（3）贯入之前，需用润滑剂润滑预制裂缝针尖（4）以及底盘（6），所述润滑剂由滑石粉和甘油按质量份数配比2:1调成的，待整体试件和微观尺度下粘弹性材料拉伸试验测试夹具冷却至室温后继续放置12h，然后进行干燥，并在真空环境下进行表面喷金处理。

9.根据权利要求2所述的微观尺度下粘弹性材料拉伸试验测试夹具的试验方法，其特征在于：所述第五步和第六步中，首先将预制裂缝模块（3）拉出，速度应低于1mm/min，，然后拆卸底盘（6），主体模具（1）由粘弹性材料相粘结；将主体模具（1）平稳放置于SEM—serve下的两端契型夹具上，固定并进行力学测试牵引，测试模式分为单次直接拉伸与周期性疲劳拉压，分别测试材料I型预制裂纹受拉状态下极限破坏荷载与疲劳断裂损伤量以及I型裂纹扩展微形态。