[发明专利]一种实时紧固纤维束动态拉伸实验夹具及其装夹方法有效

专利信息
申请号: 202011366933.4 申请日: 2020-11-27
公开(公告)号: CN112525674B 公开(公告)日: 2023-02-03
发明(设计)人: 任鹏;赵宸;徐丹;韩登安 申请(专利权)人: 江苏科技大学
主分类号: G01N3/04 分类号: G01N3/04;G01N3/08;B25B11/00
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 徐澍
地址: 212003*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 实时 紧固 纤维 动态 拉伸 实验 夹具 及其 方法
【说明书】:

发明公开了一种实时紧固纤维束动态拉伸实验夹具,包括限位壳、紧固块一、紧固块二、限位块,限位壳为包括一个大端和一个小端的筒状结构,紧固块一的一侧面设有齿形面一,紧固块二的一侧面设有齿形面二,齿形面一与齿形面二相互啮合使紧固块一与紧固块二构成一个整体,整体自限位壳的大端插入至一端从限位壳的小端凸出卡住,其外周面与限位壳的内周面贴合,限位块从限位壳的大端穿入至与整体的另一端抵合,限位块的外周面与限位壳的内周面连接。本发明能确保实验结果精度,提高实验准确度及结果的准确性,使本夹具可以重复使用,降低了实验成本。本夹具结构简便,便于制造,可通过铸造法来实现批量生产。

技术领域

本发明涉及一种工装夹具,特别是涉及一种实时紧固纤维束动态拉伸实验夹具及其装夹方法。

背景技术

广泛应用于各工业领域的纤维制品,在工作过程中普遍承受动态拉伸载荷作用,但纤维复合材料在高应变率变形条件下的动态力学性能与准静态条件下存在明显不同,因此准确获得纤维束及单丝纤维的动态力学性能是保证其应用安全的关键。

目前,纤维束及单丝纤维的动态拉伸力学性能通常利用霍普金森拉杆实验获得,因为纤维束或者单丝纤维为柔性物质,所以现有的纤维束及单丝纤维的霍普金森拉杆实验需配合转换夹具完成。但是,在该过程中首先需要使用粘合剂将纤维束及单丝纤维试件与夹具固化相连,再将霍普金森拉杆的入射杆及投射杆通过螺纹或卡槽连接进行实验的传统纤维束动态拉伸实验,在实验过程中会出现以下问题,影响实验结果的准确性及可靠性。

因为霍普金森拉杆技术主要通过应用一维应力波理论来获得冲击载荷下的力学性能,所以测试段与夹具和拉杆的同轴性尤为重要,而现有的纤维束或者单丝纤维的夹具都是使用粘合剂配合大径金属夹具,粘合剂凝固时间为24小时,在此期间粘合剂具有流动性,无法精确保证纤维束及单丝纤维的测试段长度,以及夹具及拉杆的同轴度,这不仅会导致实验结果的精确度无法保证,也不具有即安即用的时效性。此外,由于粘合剂固定夹具和纤维束,使得夹具无法重复使用,不仅如此,因为霍普金森拉杆技术主要是应用一维应力波理论来达到测试冲击载荷下的动态应力的目的,粘合剂因其材质问题,会将部分应力波吸收,而纤维束或者单丝纤维导波性能不好,导致实验数据与实际力学性能差距较大。

发明内容

发明目的:针对上述问题,本发明的目的是提供一种实时紧固纤维束动态拉伸实验夹具,可以重复使用,解决测试段及夹具和霍普金森拉杆的同轴性问题,保证实验结果的准确性及可靠性。同时提供了本夹具的装夹方法。

技术方案:一种实时紧固纤维束动态拉伸实验夹具,包括限位壳、紧固块一、紧固块二、限位块,所述限位壳为包括一个大端和一个小端的筒状结构,所述紧固块一的一侧面设有齿形面一,所述紧固块二的一侧面设有齿形面二,所述齿形面一与所述齿形面二相互啮合使所述紧固块一与所述紧固块二构成一个整体,所述整体自所述限位壳的大端插入至一端从所述限位壳的小端凸出卡住,其外周面与所述限位壳的内周面贴合,所述限位块从所述限位壳的大端穿入至与所述整体的另一端抵合,所述限位块的外周面与所述限位壳的内周面连接。

进一步的,所述限位壳包括一体成型同轴连接的圆锥筒、圆柱筒,所述圆锥筒的尖端为所述限位壳的小端,所述圆柱筒的自由端为所述限位壳的大端。

进一步的,所述紧固块一与所述紧固块二构成的整体的外形结构与所述限位壳的内筒结构匹配。

进一步的,所述圆柱筒的内周设有内螺纹,所述限位块与所述圆柱筒内周螺纹连接,所述圆柱筒的外周设有外螺纹,霍普金森拉杆与所述圆柱筒外螺纹纹连接。

进一步的,所述紧固块一的所述齿形面一上设有轴向纤维槽一,所述轴向纤维槽一自所述紧固块一的一端在中轴线的位置向所述齿形面一方向延伸;所述紧固块二的所述齿形面二上设有轴向纤维槽二,所述轴向纤维槽二自所述紧固块二的一端在中轴线的位置向所述齿形面二方向延伸;所述轴向纤维槽一与所述轴向纤维槽二对接构成纤维孔。

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