[发明专利]具有对中功能的复合材料平板高温压缩测试夹具与方法

说明书

本发明涉及一种具有对中功能的复合材料平板高温压缩测试夹具，包括下基座、上基座、导轨、两个长边楔形夹块、两个短边楔形夹块。本发明通过长边楔形夹块和短边楔形夹块将平板试样下端完全定位、固定在下基座，可以实现平板试样的对中和定位，保证压缩试验过程中加载轴线与平板试样轴线始终平行，确保压缩平板试样的对中性和试验过程的稳定性，从而提高试验结果的准确性；楔形夹块在重力作用下自动卡紧平板试样，在平板试样升温、降温过程中能够调节稳定夹紧力；在升温、降温过程中平板试样长度发生变化时，上基座位置可沿导轨进行自动调整，消除热应力的影响；楔形夹块具有摩擦自锁功能，能够保证试验过程中始终固定、夹紧平板试样。

技术领域

本发明涉及一种具有对中功能的复合材料平板高温压缩测试夹具与方法，属于复合材料的高温试验领域。

背景技术

复合材料具有较高的比刚度和比强度，以及力学性能可设计等优点，在航空航天飞行器、发动机高温热端部件中有广阔的应用前景，能够极大地减轻结构重量，提高结构效率。因此，测试复合材料在高温下的基础力学性能，对复合材料进行高温压缩测试是非常有必要的。

目前关于复合材料平板压缩试验标准主要有ASTM D6641和GJB 6476-2008，ASTMD6641采用联合加载压缩夹具，对平板试样进行定位、加载；GJB 6476-2008推荐使用试验机液压夹头夹持平板试样。这两种方式都只能保证平板试样的一个横向方向是垂直的，另一个横向方向倾斜与否完全取决于试验操作人员，无法保证平板试样长度方向与压缩载荷方向平行，即无法保证平板试样的对中性；另外，采用液压夹头夹持的方式，将平板试样上、下两端分别进行完全约束，对于平板试样是过约束的，会在平板试样内部产生较大的弯曲应力，导致材料内部产生损伤甚至破坏。此外，以上两种试验方式也都没有考虑平板试样在高温环境下的热膨胀问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种具有对中功能的复合材料平板高温压缩测试夹具，能够通过试验装置保证平板试样的对中性，解决平板试样过约束问题，并且能够消除平板试样在升温加热过程中产生的热应力，有效解决现有技术方案中存在的问题。

本发明通过如下技术方案实现。

一种具有对中功能的复合材料平板高温压缩测试夹具，包括下基座、上基座、导轨、两个长边楔形夹块、两个短边楔形夹块，所述导轨设置在所述下基座上，所述上基座在所述导轨上滑动，所述下基座中部开设有上宽下窄的四边形楔形槽，所述四边形楔形槽与所述长边楔形夹块和短边楔形夹块配合，所述长边楔形夹块和短边楔形夹块在所述四边形楔形槽内受自重和/或向下作用力时能够实现自锁，所述上基座设置有夹紧机构，待测试的平板试样的下端的四个侧面由放置在四边形楔形槽内的长边楔形夹块和短边楔形夹块锁紧，待测试的平板试样的上端由上基座的夹紧机构锁紧。

优选的，所述夹紧机构包括前顶块、后顶块、防松螺栓，所述上基座中部开设有长方形槽，用于放置前顶块和后顶块，所述上基座中部位于长方形槽下方开设有通孔，用于穿过平板试样，所述上基座上长方形槽的短边侧面中心开设有与所述防松螺栓配合的螺纹孔，当前顶块和后顶块放置于长方形槽中时，防松螺栓通过螺纹孔使前顶块和后顶块相向移动夹紧平板试样。

优选的，所述防松螺栓中心开有通孔，以避免防松螺栓配合后出现盲孔，防止盲孔内的空气受热膨胀，影响平板试样装夹。

优选的，所述后顶块上部有凸台，一方面凸台起到对平板试样端面施加压缩载荷的作用，另一方面凸台下表面与前顶块的上表面贴合，起到与前顶块互相约束固定的作用。

优选的，所述四边形楔形槽、长边楔形夹块和短边楔形夹块的楔形角度均相同，角度为°～6°。