[发明专利]一种纤维/树脂界面剪切应力测试仪

说明书

本发明涉及一种纤维/树脂界面剪切应力测试仪，属于树脂基复合材料性能检测技术领域。包括控制单元、驱动单元、传动单元、检测单元和剪切单元；控制单元与驱动单元和检测单元连接；驱动单元通过传动单元与剪切单元连接，剪切单元上设有检测单元；剪切单元设有用于夹持待测样品的夹持器和用于剪切待测样品的刀片。控制单元控制检测单元的信息采集与驱动单元的运作，驱动单元通过传动单元带动剪切单元运动。同时，检测单元负责检测驱动单元与剪切单元所产生的数据信息，并将信号反馈给控制单元，在控制屏上显示测试数据，再利用传感器的数据采集卡将数据导入到计算机内，最终得到纤维/树脂界面剪切应力‑应变曲线图。

技术领域

本发明涉及一种纤维/树脂界面剪切应力测试仪，属于树脂基复合材料性能 检测技术领域。

背景技术

近年来，由于树脂基复合材料具有低密度、高比模量、高比强度、耐疲劳性 能好、可设计性好、减振性好、耐化学腐蚀和耐烧蚀性能好等特点，是理想的轻 量化材料，广泛应用于航空航天、武器与军工、建筑、汽车、船舶、体育用品领 域。目前，在微观力学测试方面，主要有单纤维拔出实验、微滴油拔实验、纤维 断裂实验、纤维压出实验以及结合拉曼光谱的微滴实验与拔出实验、碳纤维电阻 法实验等。而在宏观测试方面，则有层合板宏观层次实验和横向丝束复合材料 (TFBC)拉伸法，以此表征纤维/树脂界面剪切性能。树脂基复合材料纤维/树脂 界面的剪切应力大小以及剪切应力与应变的关系对于复合材料的性能参数范围 有着至关重要的影响，从而决定树脂基复合材料的最终用途。但是现有的测试方法各有优缺点，且缺少测试纤维/树脂界面剪切性能的专用设备，而是用纤维拉 伸仪代替，测量误差较大。所以本技术领域亟需一种纤维/树脂界面剪切应力测 试设备，以便更好的反映树脂基复合材料界面剪切性能。

发明内容

本发明的目的是为解决提供一种检测纤维/树脂界面剪切应力的装置，以实 现纤维/树脂界面剪切性能表征的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种纤维/树 脂界面剪切应力测试仪，包括控制单元、驱动单元、传动单元、检测单元和剪切 单元；控制单元与驱动单元连接；控制单元与检测单元连接；驱动单元通过传动 单元与剪切单元连接，剪切单元上设有检测单元；所述剪切单元设有用于夹持待 测样品的夹持器和用于剪切待测样品的刀片。

优选地，所述剪切单元包括模块一、模块二、模块三、夹持器和刀片；所述 模块二的一端设有夹持器，模块二的另一端与模块一连接；模块三上设有与模块 二直线运动方向垂直的刀片。

优选地，所述检测单元包括力传感器和位移传感器；所述模块二与模块一之 间设有力传感器；所述模块二上设有位移传感器。

优选地，所述传动单元包括导轨、滑块、滚珠丝杠和丝杠支撑座；所述滚珠 丝杠的一端穿过模块一与丝杠支撑座连接；模块一中设有与滚珠丝杠相配合用于 模块一移动的螺纹；模块一通过滑块与导轨连接；模块二通过滑块与导轨连接。

优选地，所述驱动单元包括伺服电机、减速机、减速机安装座和联轴器；减 速机安装座内设有减速机；伺服电机通过减速机与联轴器的一端连接，联轴器的 另一端与滚珠丝杠的另一端连接。

优选地，所述伺服电机设为直流无刷伺服电机，所述减速机设为齿轮减速机。

优选地，所述夹持器设有用于夹持待测样品的凹槽。

优选地，所述刀片设为可以更换形式。

优选地，所述力传感器设为拉应力双向传感器，所述位移传感器设为激光位 移传感器。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1.本发明测试仪选用直流无刷伺服电机，可测量的界面剪切应力范围大；

2.测试仪中的夹持器内侧为凹槽状，可稳固地夹持住包裹有树脂的纤维试 样，以便后续测试的顺利进行；