[发明专利]一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件及使用方法

说明书

本发明公开了一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件及使用方法，试样夹持组件包括上压缩块、下压缩块、两块楔形夹块；上压缩块上带有环形卡圈和楔形槽，楔形槽位于环形卡圈的中部；下压缩块上设有环形导槽和楔形槽，楔形槽位于环形导槽的中部；环形卡圈与环形导槽相适配；其中一块楔形夹块与上压缩块的楔形槽相匹配，另外一块楔形夹块与下压缩块的楔形槽相匹配；所述楔形夹块由卡块I和卡块II卡接而成以实现试样的快速固定或取出。采用此试样夹持组件能够保证试样的对中和紧固，提高试样破坏在工作段的成功率，提高试验效率，且其使用方法操作简单。

技术领域

本发明涉及复合材料力学性能测试技术领域，尤其是涉及一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件及使用方法。

背景技术

复合材料层板压缩试验用于评价复合材料作为结构件时承受压缩载荷的性能，根据服役工况的不同，可在室温或低温下开展相应试验。目前，国内进行复合材料层板压缩试验主要是按照GB/T 3856-2005《单向纤维增强塑料平板压缩试验方法》和ASTM D3410/D3410M-03《Test Method for Compressive Properties of Polymer Matrix CompositeMaterials with Unsupported Gage Section by Shear Loading》这两个标准执行。两个标准中推荐使用的试样夹持装置，均是加紧试样两端的加强片区域，在试验中通过夹持装置与试样加强片区域的摩擦力形成的剪切载荷，传递到试样工作段形成压缩应力，最终使试样破坏。两个标准中均要求，试样必须破坏在工作段，破坏在其他区域为无效结果。GB/T3856-2005的夹持装置上下两端为楔形夹块，中间用两个导杆连接，为了减少导杆与两端夹具间摩擦力对试验结果的影响，导杆与两端楔形夹块的导孔间需间隙配合，但间隙的存在会导致装夹时试样上下两端的对中性变差，试验时对试样产生非轴向扭矩，易引起局部应力集中而导致试样破坏在加强片区域，最终导致试验失败。ASTM D3410所推荐的夹持装置，使用螺栓紧固试样的上下加强片区域，用两个导杆连接上下两部分。螺栓紧固导致装夹繁琐，试验时同样存在对中性差导致试样在无效区域破坏的问题。此外，在进行低温试验时由于热胀冷缩以及水汽凝结易造成螺栓提供的夹紧力不足而打滑。目前普遍使用的夹持装置，为达到试验标准中要求的5个有效数据，需反复进行多次试验，成功率仅有50％左右，造成时间、能源和试验材料的浪费。

同时，复合材料层板压缩试验试样的夹持装置需要具备两方面的特性：一方面需要保证试样夹持端紧密固定，有足够的夹持力防止装置上下打滑对试验结果的影响，又不能额外引入较大的摩擦力干扰试验结果；另一方面需要保证装夹后试样的中心线与受力方向一致，防止局部的应力集中导致试样破坏在无效区域。目前的夹持装置普遍不能很好的满足上述两个特性，且存在结构复杂、操作繁琐的问题，严重影响试验效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件及使用方法，采用此试样夹持组件能够保证试样的对中和紧固，提高试样破坏在工作段的成功率，提高试验效率，且其使用方法操作简单。

一种复合材料层板压缩试验用试样夹持组件，试样夹持组件包括能够在压缩试验机的作用下压缩试样的上压缩块和下压缩块、用于对试样的相应夹持段进行夹持固定的两块楔形夹块；

所述上压缩块上带有环形卡圈和楔形槽，楔形槽位于环形卡圈的中部；所述下压缩块上设有环形导槽和楔形槽，楔形槽位于环形导槽的中部；所述环形卡圈与环形导槽相适配；其中一块楔形夹块与上压缩块的楔形槽相匹配，另外一块楔形夹块与下压缩块的楔形槽相匹配；所述楔形夹块由卡块I和卡块II卡接而成以实现试样的快速固定或取出。

进一步地，所述楔形夹块上设有用于夹持固定试样的卡槽，所述卡槽的深度略小于试样端部加强片的长度，所述卡槽的侧壁上设有防止试样滑动的锯齿状的防滑齿。

进一步地，在上压缩块中，所述环形卡圈和楔形槽同心设置；在下压缩块中，所述环形导槽与楔形槽同心设置。