[发明专利]一种用于测试泡沫剪切性能的横向位移补偿装置及方法

权利要求书

1.一种用于测试泡沫剪切性能的横向位移补偿装置，其特征在于，包括施力机构、金属夹板和位移补偿机构，

施力机构包括上压头(1)、下压头(2)以及连接机构(3)，

金属夹板包括上夹板(6)和下夹板(7)，

位移补偿机构包括上导轨(8)、下导轨(9)以及滚轴(10)；

上压头(1)为L形结构，一端通过锁紧螺母(5)与连接机构(3)的连接杆连接，另一端通过固定螺钉(11)连接上夹板(6)；

连接机构(3)包括上连接机构和下连接机构，连接机构均由连接杆、锁紧螺母和销钉组成，力学试验机的连接接头套在连接杆一端，通过销钉固定连接；连接杆另一端通过锁紧螺母与压头刚性固定；

泡沫材料试验样品通过胶黏剂粘贴在上夹板(6)和下夹板(7)之间，金属夹板的延长部位分别通过固定螺钉(11)与上压头(1)固定连接，下夹板(7)与位移补偿机构中的上导轨(8)固定连接；

下压头(2)与下导轨(9)一体化设计，上导轨(8)与下导轨(9)之间设置有至少两根平行滚轴(10)；

下压头(2)通过锁紧螺母与下连接机构(3)的连接杆连接，下连接杆通过销钉与力学试验机连接；位移补偿机构的上导轨(8)可以随泡沫材料试验样品的变形进行移动，对变形进行横向补偿。

2.如权利要求1所述的一种用于测试泡沫剪切性能的横向位移补偿装置，其特征在于，上导轨(8)和下导轨(9)截面均为等腰三角形结构，三角形的腰与水平板的夹角为45°。

3.如权利要求1所述的一种用于测试泡沫剪切性能的横向位移补偿装置，其特征在于，泡沫材料的剪切模量的确定方法为：

式中：G为样品的剪切模量；δ为样品的厚度；θ为载荷-形变图中的直线斜率；l为样品的原始长度；b为样品的原始宽度。

4.如权利要求1所述的一种用于测试泡沫剪切性能的横向位移补偿装置，其特征在于，泡沫材料试验样品通过胶黏剂粘贴在上夹板(6)和下夹板(7)之间的方法为：在金属夹板中粘贴样品的部位预先涂敷一层胶黏剂，使泡沫样品分别靠近两个夹板的上、下边缘进行粘贴，涂胶后将上夹板(6)、下夹板(7)相对放置并错开一定距离；粘贴完成后，在上夹板(6)上增加一块与其具有相同尺寸的夹板作为压板，与下夹板(7)在相反方向上平移相同的距离，以达到受力平衡，之后在压板上方增加配重块(12)，在常温温度条件下进行加压固化至少24小时，样品固化完成后，将上、下夹板垂直与桌面放置，使其不受到任何压力。

5.一种用于测试泡沫剪切性能的横向位移补偿方法，其特征在于，利用权利要求1-4所述的横向位移补偿装置，包括如下步骤：

步骤一，将上、下两个连接杆分别插入力学试验机的连接接头凹型槽内进行连接，上连接杆一端与上连接接头固定连接，另一端与上压头(1)固定连接，通过旋转锁紧螺母(4)、锁紧螺母(5)使上连接杆与上压头在试验过程中达到刚性固定；下连接机构通过锁紧螺母使下连接杆和下压头(2)分别达到刚性固定连接；

步骤二，打开力学试验机，将未粘贴样品的上夹板(6)吊装在试验机上，对试验板带来的附加载荷清零；将位移补偿机构安装到位；将粘好泡沫试验样品的金属夹板分别装在上压头(1)和下压头(2)中间；

步骤三，以一定的加载速率对泡沫试验样品施加压向剪切应力，即对上夹板(6)施加向下压力，对下夹板(7)施加向上压力，泡沫材料在剪切力作用下产生纵向及横向变形，下夹板(7)在横向拉应力作用下带动位移补偿机构水平移动，对横向位移进行补偿；

步骤四，对泡沫样品以一定的加载速率反复加载三次，绘制载荷-形变曲线，在线性段范围内计算剪切模量，之后以恒定速率持续加载直至泡沫样品断裂，得到泡沫材料的剪切强度。