[发明专利]一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性测试装置及方法

说明书

本发明涉及复合材料蜂窝夹层结构测试领域，具体是一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性测试装置及方法，该测试装置包括相对配合用于调节位置间距的上导轨和下导轨，所述的上导轨上设置有与上导轨滑动配合的若干组上支座，所述的下导轨上设置有与下导轨滑动配合的中心支座和若干组下支座，所述的上支座、中心支座和下支座上均设置有压辊，其具体步骤如下：A、对复合材料夹心板进行层间剪切试验；B、五点灌胶；C、装置组装；D、弯曲测试；通过能够组合拼装并且能够根据实际需要更换部件，采用类似于积木的设计，精确快速的评价层间剪切应力及I型断裂韧性能；五点弯曲更利于发现复合材料夹层板的层间缺陷类问题。

技术领域

本发明涉及复合材料蜂窝夹层结构测试领域，具体是一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性测试装置及方法。

背景技术

由于其优异的力学性能等优点,被广泛应用与航空航天行业。可作为飞机蒙皮的主要材料，在飞机制造中发挥重要作用，其性能的好坏对飞机的飞行安全有极大影响，重要性不言而喻。

国内蜂窝夹层结构的层间性能分析测试方法，大多使用三点弯曲或者四点弯曲的方法。三点弯曲：标本放在有一定距离的两个支撑点上，在两个支撑点中点施加向下的载荷，标本的3个接触点形成相等的两个力矩时即发生三点弯曲，标本将于中点处发生断裂。四点弯曲：与三点弯曲相同，复合材料蜂窝夹层结构标本放在有一定距离的两个支撑点上，不同的是试样上方有两个对称的加载点。上述两种方法都存在一个问题，测试中板材受力以拉伸和压缩应力为主，剪切应力为辅，是混合受力方式，不能完全准确体现单一层间剪切应力，进而不能反映层间的剪切性能特性。

如中国专利号为201920442178.X的一种用于尺寸效应测试的岩石三点弯曲夹具中，可以包括压头部分和设置在所述压头部分下方的支承部分，所述压头部分包括压头体和压辊，所述压辊设置在所述压头体的底部；所述支承部分包括支辊、移动支座、底座、和导轨平台，所述导轨平台两端各设置有一个所述移动支座，所述移动支座通过所述底座与所述导轨平台连接，所述移动支座上还设置有所述支辊，所述移动支座以所述压头体为中心对称设置在所述导轨平台上。可以通过更换压辊和支辊适应多种尺寸的岩石三点弯曲试验，满足了在一台夹具上进行尺寸变化较大的各组试件的三点弯曲试验，但是不能在长度跟宽度上扩展，为固定式大小，灵活性较差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性测试装置及方法。

一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性测试装置，包括相对配合用于调节位置间距的上导轨和下导轨，所述的上导轨上设置有与上导轨滑动配合的若干组上支座，所述的下导轨上设置有与下导轨滑动配合的中心支座和若干组下支座，所述的上支座、中心支座和下支座上均设置有用于提供下压力的压辊。

所述的上导轨和下导轨沿长边方向表面均存在有T型槽，所述的上支座、中心支座和下支座上均设置有通过螺丝用于与T型槽滑动配合的T型块。

所述的上支座、中心支座和下支座上均设置有通过螺丝与压辊配合的V型槽。

所述的V型槽对应位置存在间隔80mm和140mm的若干组螺纹通孔，所述的压辊通过螺丝与V型槽相连。

一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性测试装置的测试方法，其具体步骤如下：

A、对复合材料夹心板进行层间剪切试验；

B、五点灌胶：根据复合材料夹芯板的预制缺陷的跨距1:2到1:5之间，得出相应五点弯曲施力点位置，并在此处的蜂窝位置灌胶防止蜂窝被破坏；

C、装置组装：通过螺丝将压辊、V形槽与上支座、中心支座、下支座连接；将两个T形块划入上导轨，根据灌胶位置利用螺丝将T形块与上支座连接；将一个T形块划入下导轨，利用螺丝将T形块与中心支座连接；根据灌胶位置，利用螺丝将下导轨与下支座连接；