復(fù)合材料試樣粘結(jié)拉伸的試驗(yàn)?zāi)＞叩闹谱鞣椒?br>【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合材料試樣粘結(jié)拉伸的試驗(yàn)?zāi)＞?。所述?fù)合材料包括基材和覆層，所述試樣的基材和覆層上分別粘接有拉伸圓棒，其特征在于，所述模具包括鉸接連接裝置，該鉸接連接裝置包括鉸接頭，所述鉸接頭的第一端與拉伸試驗(yàn)機(jī)連接，所述鉸接頭的第二端與所述拉伸圓棒連接。本實(shí)用新型的技術(shù)方案，被測(cè)試樣的一端通過(guò)與其連接的鉸接連接裝置與拉伸試驗(yàn)機(jī)連接，其相對(duì)試驗(yàn)機(jī)可沿任意方向在一定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得在拉伸圓棒與試樣的軸線不可能保證絕對(duì)的同軸度的情況下，避免試驗(yàn)機(jī)在夾持拉伸圓棒時(shí)造成圓棒與復(fù)合材料的膠粘處開裂而導(dǎo)致試驗(yàn)失敗的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
復(fù)合材料試樣粘結(jié)拉伸的試驗(yàn)?zāi)＞?br>技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型主要涉及復(fù)合材料粘結(jié)拉伸試驗(yàn)，尤其涉及一種復(fù)合材料試樣粘結(jié)拉伸的試驗(yàn)?zāi)＞摺?br>【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料是將覆層與基材按一定的包覆比，經(jīng)一定的復(fù)合工藝層狀復(fù)合在一起。復(fù)合工藝是為了適應(yīng)不同材料的需求，使復(fù)合后的材料性能更優(yōu)異，使每一層材料充分發(fā)揮其不同的性能，因而復(fù)合材料具有更多更好的性能，以及更低的成本。
[0003]金屬層狀復(fù)合材料由于具有優(yōu)異的綜合性能，已在發(fā)電、石油、化工、汽車、建筑等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。金屬層狀復(fù)合材料界面的結(jié)合質(zhì)量會(huì)影響產(chǎn)品的使用及其壽命，因此界面結(jié)合質(zhì)量是評(píng)價(jià)金屬層狀復(fù)合材料性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)。
[0004]目前，評(píng)價(jià)金屬層狀復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的主要定量方法有剪切試驗(yàn)、剝離試驗(yàn)和粘結(jié)拉伸試驗(yàn)等。剪切試驗(yàn)對(duì)試樣制備及加工精度要求較高，對(duì)界面平直度要求較高，且難以對(duì)覆層較薄(<0.5mm厚)的層狀復(fù)合材料界面進(jìn)行有效評(píng)價(jià)。而剝離實(shí)驗(yàn)得到的是單位寬度試樣的剝離力，不能明確標(biāo)示界面的結(jié)合強(qiáng)度。與上述兩種試驗(yàn)方法相比，粘結(jié)拉伸試驗(yàn)試樣制備簡(jiǎn)單，對(duì)試樣也沒(méi)有如剪切拉伸對(duì)試樣的高要求，且可通過(guò)在基材和覆層兩面粘結(jié)圓棒進(jìn)行拉伸，因而可以評(píng)估較薄試樣的界面結(jié)合強(qiáng)度，結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確可靠，因此，粘結(jié)拉伸試驗(yàn)是一種評(píng)價(jià)界面結(jié)合強(qiáng)度行之有效且簡(jiǎn)單方便的試驗(yàn)方法。
[0005]但在粘結(jié)過(guò)程中，理想的情況是拉伸圓棒/復(fù)合材料/拉伸圓棒在同一軸心線上，這樣可以保證均勻的拉應(yīng)力狀態(tài)，否則會(huì)使試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。但實(shí)際上是很難保證拉伸圓棒和試樣絕對(duì)的同心，一是加工制造難保證三者同心，再者，在粘接拉伸圓棒和復(fù)合材料時(shí)，粘結(jié)時(shí)的不對(duì)中、粘膠的厚度在粘接面上的不均勻也會(huì)導(dǎo)致粘結(jié)的三方存在一定在偏心。因此在拉伸機(jī)夾頭夾持圓棒的過(guò)程中由于夾持力較大會(huì)在膠粘處存在有剪切力甚至是扭力，而使圓棒與復(fù)合材料在膠粘處開裂，導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。
[0006]因此有必要設(shè)計(jì)一種試樣拉伸模具，使得復(fù)合材料做粘結(jié)拉伸試驗(yàn)時(shí)，在圓棒與試樣的軸線不可能保證絕對(duì)的同軸度的情況下，避免試驗(yàn)機(jī)在在夾持圓棒時(shí)造成圓棒與復(fù)合材料的膠粘處開裂而導(dǎo)致試驗(yàn)失敗的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供一種復(fù)合材料試樣粘結(jié)拉伸的試驗(yàn)?zāi)＞?，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種復(fù)合材料試樣粘結(jié)拉伸的試驗(yàn)?zāi)＞?，所述?fù)合材料包括基材和覆層，所述試樣的基材和覆層上分別粘接有拉伸圓棒，所述模具包括鉸接連接裝置，該鉸接連接裝置包括鉸接頭，所述鉸接頭的第一端與拉伸試驗(yàn)機(jī)連接，所述鉸接頭的第二端與所述拉伸圓棒連接。
[0009]上述的模具，所述鉸接連接裝置為球鉸式結(jié)構(gòu)，所述鉸接頭包括呈球狀的球接頭、用于包容所述球接頭并與所述球接頭形成球鉸連接的球鉸座，該球鉸座為所述鉸接頭的第一端;所述鉸接頭還包括連接桿，該連接桿與所述球接頭連接，該連接桿為所述鉸接頭的第
_-上山
[0010]上述的模具，所述球鉸座包括左鉸座和右鉸座，所述左鉸座和右鉸座的連接面上分別開有等徑的部分球狀凹槽，所述左鉸座和所述右鉸座連接后合在一起的所述球狀凹槽與所述球接頭形成球鉸連接關(guān)系。
[0011 ]上述的模具，所述連接桿與所述球接頭為一體加工而成或是兩件經(jīng)螺紋或焊接固定連接，所述球接頭在所述球鉸座內(nèi)任意平面轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍是0-180度。
[0012]上述的模具，所述鉸接頭還包括螺栓組，用于固定所述左鉸座和所述右鉸座。
[0013]上述的模具，所述鉸接頭的連接桿在與所述拉伸圓棒連接端開有平行所述連接桿的軸向方向的圓柱孔，用于穿入卡緊所述拉伸圓棒?；蛘?，所述模具還可進(jìn)一步包括連接套筒，該套筒連接所述鉸接連接裝置和所述拉伸圓棒，其連接方式為螺紋連接或鍵連接或漲緊連接或銷連接。
[0014]本實(shí)用新型提供的復(fù)合材料試樣粘結(jié)拉伸的試驗(yàn)?zāi)＞?，使得?fù)合材料做粘結(jié)拉伸試驗(yàn)時(shí)，在圓棒與試樣的軸線不可能保證絕對(duì)的同軸度的情況下，避免試驗(yàn)機(jī)在在夾持圓棒時(shí)造成圓棒與復(fù)合材料的膠粘處開裂而導(dǎo)致試驗(yàn)失敗的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是第一實(shí)施例中復(fù)合材料試樣粘結(jié)拉伸的試驗(yàn)?zāi)＞吡⒚娼Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是圖1中的A向視圖結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，以便能夠更好地理解本實(shí)用新型的方案以及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例僅是說(shuō)明的目的，而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0018]復(fù)合材料包括基材和覆層，用以作粘結(jié)拉伸試樣的基材和覆層上分別粘接有拉伸圓棒。本技術(shù)方案的目的在于提供一種復(fù)合材料試樣粘結(jié)拉伸的試驗(yàn)?zāi)＞?，該模具包括鉸接連接裝置，該鉸接連接裝置包括鉸接頭，所述鉸接頭的第一端與拉伸試驗(yàn)機(jī)連接，所述鉸接頭的第二端與所述拉伸圓棒連接。由此，原來(lái)與拉伸試驗(yàn)機(jī)剛性連接的試樣，通過(guò)與之連接的鉸接裝置，在夾持拉伸時(shí)，能相對(duì)拉伸試驗(yàn)機(jī)靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，消除了拉伸試驗(yàn)機(jī)夾持在其上后在粘膠面上可能存在的剪切力或扭矩。
[0019]具體實(shí)施時(shí)，可選用多種鉸接結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案，比如可沿任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)的萬(wàn)向接頭、可沿任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)節(jié)接頭等來(lái)實(shí)現(xiàn)本技術(shù)方案。在此，只舉方案較為簡(jiǎn)單的例子來(lái)加以說(shuō)明。
[0020]第一實(shí)施例
[0021]如圖1所示，為本實(shí)施例提供的模具，所述鉸接連接裝置I為球鉸式結(jié)構(gòu)，所述鉸接頭11包括呈球狀的球接頭111、用于包容所述球接頭111并與所述球接頭111形成球鉸連接的球鉸座112，該球鉸座112為所述鉸接頭11的第一端;所述鉸接頭11還包括連接桿114，該連接桿114與所述球接頭111連接，該連接桿114為所述鉸接頭11的第二端。
[0022]上述的模具，所述球鉸座112包括左鉸座1121和右鉸座1122，所述左鉸座1121和右鉸座1122的連接面上分別開有等徑的部分球狀凹槽，所述左鉸座和所述右鉸座連接后合在一起的所述球狀凹槽與所述球接頭111形成球鉸連接關(guān)系。鉸座的外部形狀不需特制，拉伸試驗(yàn)機(jī)夾頭能夾持即可。在此實(shí)施例中左鉸座1121和右鉸座都制成普通的易加工的長(zhǎng)方體形狀。球鉸座112的俯視圖見圖2所示。
[0023]上述的模具，所述連接桿114與所述球接頭111可以是一體加工而成，也可以是兩件，通過(guò)螺紋或過(guò)盈固定連接，也可通過(guò)焊接連接。所述球接頭在所述球鉸座內(nèi)任意平面轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍是0-180度。
[0024]上述的模具，所述鉸接頭11還包括螺栓組113，用于固定所述左鉸座1121和所述右鉸座1122。
[0025]上述的模具，可通過(guò)連接桿114直接與試樣上的拉伸圓棒31連接，連接桿114在與所述拉伸圓棒31連接端開有平行所述連接桿114的軸向方向的圓柱孔，用于穿入卡緊所述拉伸圓棒31。
[0026]或者，所述模具還可進(jìn)一步包括連接套筒2，該套筒2連接所述鉸接連接裝置I和所述拉伸圓棒31，其連接方式可以為螺紋連接，如在套筒2兩端內(nèi)壁加工出螺紋，在連接桿114與套筒2連接的一端外部加工出與套筒螺紋相配的外螺紋，同時(shí)在拉伸圓棒31與套筒2連接的一端外部也加工出與套筒螺紋相配的外螺紋。
[0027]套筒2與拉伸圓棒31及鉸接連接裝置I的連接也可以是鍵連接，即在套筒2連接兩端的內(nèi)壁加工出鍵槽，在連接桿114和拉伸圓棒31上也加工出鍵槽并配上鍵，連接到套筒2上。
[0028]套筒2與拉伸圓棒31及鉸接連接裝置I的連接也可以是漲緊連接或銷連接，即在套筒2和裝在其內(nèi)的連接桿114和拉伸圓棒之間分別再加一個(gè)漲緊套，使得套筒2和連接桿114、套筒2和拉伸圓棒在連接處分別固定連接?；蚴褂娩N連接時(shí)，分別在套筒2的連接兩端垂直于套筒2軸向的方向穿有銷，該銷均穿過(guò)套筒2并分別延伸至連接桿114和拉伸圓棒31內(nèi)，連接了套筒2和連接桿114、套筒2和拉伸圓棒31。
[0029]下面具體以鋁鋼復(fù)合材料試樣的粘結(jié)拉伸試驗(yàn)來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0030]本實(shí)施例選用的復(fù)合材料為電站空冷用鋁鋼復(fù)合材料，其中覆層34為4A60鋁合金，基材35為08A1鋼。
[0031]首先，對(duì)鋁鋼復(fù)合材料進(jìn)行線切割加工成Φ8mm的圓片試樣，并對(duì)圓片試樣兩側(cè)進(jìn)行砂紙打磨；
[0032]其次，根據(jù)一定比例對(duì)E-7粘接膠33進(jìn)行配比，然后分別均勻涂抹在兩根拉伸圓棒31和32的待粘接面上，再與鋁鋼復(fù)合材料的圓片試樣進(jìn)行粘接。
[0033]接下來(lái)，將粘接好的拉伸試樣利用本實(shí)用新型的模具與拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行夾持連接。先通過(guò)拉伸試驗(yàn)機(jī)夾頭固定模具的球鉸座112。當(dāng)調(diào)整到合適的位置時(shí)通過(guò)套筒2連接拉伸圓棒31，進(jìn)而連接了試樣。再把試樣另一端的拉伸圓棒32與拉伸試驗(yàn)機(jī)相連，就可以進(jìn)行拉伸了。
[0034]本實(shí)用新型實(shí)施例的復(fù)合材料試樣粘結(jié)拉伸的試驗(yàn)?zāi)＞撸捎趭A持力作用在拉伸模具上，避免了在夾持時(shí)由于剪切等力的存在而使粘接面開裂;同時(shí)由于有球接頭的存在，在拉伸過(guò)程中可以自動(dòng)對(duì)中，從而保證了拉伸結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確性。
[0035]最后應(yīng)說(shuō)明的是:顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合材料試樣粘結(jié)拉伸的試驗(yàn)?zāi)＞?，所述?fù)合材料包括基材和覆層，所述試樣的基材和覆層上分別粘接有拉伸圓棒，其特征在于，所述模具包括鉸接連接裝置，該鉸接連接裝置包括鉸接頭，所述鉸接頭的第一端與拉伸試驗(yàn)機(jī)連接，所述鉸接頭的第二端與所述拉伸圓棒連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，所述鉸接連接裝置為球鉸式結(jié)構(gòu)，所述鉸接頭包括呈球狀的球接頭、用于包容所述球接頭并與所述球接頭形成球鉸連接的球鉸座，該球鉸座為所述鉸接頭的第一端;所述鉸接頭還包括連接桿，該連接桿與所述球接頭連接，該連接桿為所述鉸接頭的第二端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模具，其特征在于，所述球鉸座包括左鉸座和右鉸座，所述左鉸座和右鉸座的連接面上分別開有等徑的部分球狀凹槽，所述左鉸座和所述右鉸座連接后合在一起的所述球狀凹槽與所述球接頭形成球鉸連接關(guān)系。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模具，其特征在于，所述連接桿與所述球接頭為一體加工而成或是兩件經(jīng)螺紋或焊接固定連接;所述球接頭在所述球鉸座內(nèi)任意平面轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍是0-180 度。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模具，其特征在于，所述鉸接頭還包括螺栓組，用于固定所述左鉸座和所述右鉸座。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述鉸接頭的連接桿在與所述拉伸圓棒連接端開有平行所述連接桿的軸向方向的圓柱孔，用于穿入卡緊所述拉伸圓棒。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述模具進(jìn)一步包括連接套筒，該套筒連接所述鉸接連接裝置和所述拉伸圓棒，其連接方式為螺紋連接或鍵連接或漲緊連接或銷連接。
【文檔編號(hào)】G01N19/04GK205538622SQ201620051185
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月19日
【發(fā)明人】李龍, 伍波, 韓銀娜, 周德敬
【申請(qǐng)人】銀邦金屬?gòu)?fù)合材料股份有限公司