[发明专利]一种脆性材料拉扭测试的夹持保护套及使用方法

说明书

本发明公开了一种脆性材料拉扭测试的夹持保护套，其中：包括护套体和待测圆杆试件，护套体设置有内腔，内腔分为上腔和下腔两部分，上腔为锥形结构，下腔为直径恒定的管状腔，下腔直径与上腔下端直径相适应，且下腔上端与上腔下端连通，下端开口于护套体下端，待测圆杆试件的直径与下腔直径相适应，待测圆杆试件的两端分别穿过两个护套体的内腔，且两个护套体的下腔相对设置，待测圆杆试件的两端部分别位于两个护套体的上腔中，并通过胶体与上腔固定。本发明的护套体能够承担部分夹紧力，避免试件在夹紧力作用下发生破坏，可以有效地在试验过程中保护脆性材料试件，得到非常好的试验结果。

技术领域

本发明属于材料力学测试领域，主要涉及材料的测试夹持辅助装置，特别是一种脆性材料拉扭测试的夹持保护套及使用方法。

背景技术

要想更好地将陶瓷材料、碳纤维材料以及玻璃纤维等脆性材料运用在轻工业以及航空、航天等国防工业中，必须充分掌握此类材料的力学特性。

为了更好地研究脆性材料的力学特性，首先需要实现脆性材料在二向应力状态下的拉扭测试，所以在简化与改善脆性材料的拉扭耦合试验有着重要的意义。

在现有的拉扭测试试验设备中，大多数的拉扭试验设备是针对普通金属材料设计的，而大多数金属材料的韧性较好，所以一般金属试件的夹持段在保证试验能正常进行的情况下，是不会被夹断的。但是脆性材料韧性较差，若试验机直接夹持脆性材料必然会将材料直接夹坏，导致试验失败。因此，需要将夹持保护套套在试件两端，并用高强度胶粘剂进行粘接，从而代替夹持段，对脆性材料起保护作用。

传统的夹持保护套为圆管型，孔径在满足略大于试件半径的前提下，还要填入粘度较高的高强度胶粘剂，孔径过小会导致胶粘剂的填装十分麻烦，经常会发生粘度较高的胶粘剂粘在保护套外壳或者试件架上的情况，导致取试件的过程困难，会对试件造成损伤甚至断裂。且孔径较小不能确保胶粘剂填充均匀、饱满，会导致在试验过程中发生脱胶现象影响试验结果；孔径过大虽有利于胶水的填装，但由于胶粘剂仍然具有一定的流动性，在胶粘剂凝固的过程中即使借助试件架也很难保证试验所需的定心性，从而造成试验件在装夹过程就会有一定的偏心力矩，对脆性很高的材料拉扭测试试验会造成极大的影响。因此，脆性材料拉扭试验的保护套仍需改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中提及的问题，提供一种脆性材料拉扭测试的夹持保护套及使用方法。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种脆性材料拉扭测试的夹持保护套，其中：包括护套体和待测圆杆试件，护套体设置有内腔，内腔分为上腔和下腔两部分，其中，上腔为锥形结构，上腔上端直径大于下端直径，上腔上端开口于护套体上端，下腔为直径恒定的管状腔，下腔直径与上腔下端直径相适应，且下腔上端与上腔下端连通，下端开口于护套体下端，待测圆杆试件的直径与下腔直径相适应，待测圆杆试件的两端分别穿过两个护套体的内腔，且两个护套体的下腔相对设置，待测圆杆试件的两端部分别位于两个护套体的上腔中，并通过胶体与上腔固定。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的待测圆杆试件为脆性材料制作。

上述的脆性材料为陶瓷材料或碳纤维材料或玻璃纤维。

上述的胶体为高强度胶粘剂。

上述的上腔上端直径为下端直径的3倍，上腔长度为下腔长度的1/2至2倍。

脆性材料拉扭测试的夹持保护套的使用方法，包括以下步骤：

1)取由脆性材料制备的待测圆杆试件；

2)将护套体套在待测圆杆试件的其中一端，将护套体的上腔上端向外，在待测圆杆试件一端的末尾处均匀涂抹上胶体，然后将胶体朝向涂抹段缓慢拉动，直至护套体上腔上端刚好没过待测圆杆试件，此时由于下腔直径的影响，大部分胶体会堆积在上腔下端处；