CN109708958A - 一种柔性剪切-反剪切试验夹具及其剪切试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性剪切‑反剪切试验夹具，包括夹具体、拉杆、导向杆、直线轴承、压板和剪切刀；本发明同时公开了一种柔性剪切‑反剪切试验夹具的剪切试验方法；本发明的有益效果在于，本发明无需更换零件即可实现板材的剪切和反剪切试验，同时能够满足不同厚度板材以及薄板厚度方向的剪切试验；本发明通过更换夹具剪切刀来调节剪切刀平面的距离，测试在不同距离条件下板材拉伸、剪切双重载荷作用下的力学性能；本发明采用了通用拉杆结构，可安装在通用的力学拉伸试验机上开展剪切和反剪切试验；本发明的两个夹具体采用反向对称安装的结构，并且拉杆安装在夹具总成的对称中心线上，能够有效地降低偏载对试验结果的影响。
Description
技术领域
本发明涉及力学实验设备技术领域，尤其涉及一种柔性剪切-反剪切试验夹具及其剪切试验方法。
背景技术
目前，国家发布的《结构件用铝合金产品剪切试验方法》(GB/T34487-2017)中规定的方法，可以能够进行板材或圆柱试样的剪切试验。但是存在以下几个缺点，首先，不能满足金属材料在使用过程中剪切与反剪切的试验；其次，不能进行薄板材厚度方向的剪切试验；最后，不能模拟用于连接用途的板材在实际工作过程中承受拉、剪双重载荷作用下的性能测试。
中国专利一种剪切试验夹具(专利号：CN 104535414 B)是材料层间剪切强度试验的方案，并不能进行金属板件的剪切试验，而且其剪切过程中零件与零件直接的摩擦会对剪切应力结果产生影响。
中国专利剪切试验夹具及剪切试验方法(专利号：CN 107677539 A)提出一种3D打印微晶格材料的剪切试验夹具，但是存在以下几个缺点，首先，不能满足不同厚度板材的剪切试验；其次，剪切机构非对称布置，试验过程中存在偏载荷，影响试验结果。
发明内容
1.需要解决的技术问题
本发明需要解决的技术问题在于，提供一种柔性剪切-反剪切试验夹具及其剪切试验方法，模拟用于连接用途的不同厚度板材，在实际工作过程中承受剪切/反剪切载荷条件下的剪切性能测试，并能通过更换夹具剪切刀来测试板材在拉伸、剪切双重载荷作用下的力学性能。
2.技术方案
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种柔性剪切-反剪切试验夹具，包括夹具体、拉杆、导向杆、直线轴承、压板和剪切刀；所述夹具体为L形结构，且包括横向部和竖向部，所述横向部顶面中心安装有所述拉杆，所述竖向部底面中心安装有所述导向杆，两个所述夹具体相对设置，二者中心线重合且两个所述导向杆对称分布在中心线两侧，所述横向部底面开设有与所述导向杆相适配的滑孔，所述滑孔内安装有所述直线轴承，所述导向杆滑动设置在所述直线轴承内，以滑动连接两个所述夹具体；所述竖向部底部向内延伸形成安装部，所述安装部朝向所述横向部的端面通过两个压板螺钉安装有压板，所述安装部朝向所述夹具体中心线的端面通过两个紧定螺钉安装有所述剪切刀。
上述的柔性剪切-反剪切试验夹具，其中，还包括卡簧，所述导向杆远离所述竖向部一端安装有所述卡簧。
上述的柔性剪切-反剪切试验夹具，其中，所述导向杆轴线与所述拉杆轴线平行。
上述的柔性剪切-反剪切试验夹具，其中，所述滑孔外侧沿其轴向向下延伸形成加强部。
上述的柔性剪切-反剪切试验夹具，其中，所述横向部开设有两个竖向圆形通孔，且每个所述竖向圆形通孔轴线与对应所述压板螺钉轴线重合。
上述的柔性剪切-反剪切试验夹具，其中，所述竖向部周壁开设有两个横向圆形通孔，且两个所述横向圆形通孔的中心距等于两个所述紧定螺钉的中心距。
上述的柔性剪切-反剪切试验夹具，其中，所述拉杆通过螺纹连接或焊接中的一种安装在所述横向部顶面中心。
本发明同时公开了一种柔性剪切-反剪切试验夹具的剪切试验方法，包括如下步骤：
步骤1，准备好夹具和试样；
步骤2，将所述夹具体调整到合适的位置，用所述压板螺钉和压板将所述试样安装在夹具体之上；
步骤3，将夹具体两端的拉杆分别置于力学拉伸试验机的上下夹具后，确认各零件安装合理、牢靠；
步骤4，通过拉伸试验机拉伸所述拉杆，两个所述剪切刀做反向运动将试样剪切。
3.综上所述
综上所述，本发明的有益效果在于：
(1)本发明无需更换零件即可实现板材的剪切和反剪切试验，同时能够满足不同厚度板材以及薄板厚度方向的剪切试验；
(2)本发明通过更换夹具剪切刀来调节剪切刀平面的距离，测试在不同距离条件下板材拉伸、剪切双重载荷作用下的力学性能；
(3)本发明采用了通用拉杆结构，可安装在通用的力学拉伸试验机上开展剪切和反剪切试验；
(4)本发明的两个夹具体采用反向对称安装的结构，并且拉杆安装在夹具总成的对称中心线上，能够有效地降低偏载对试验结果的影响；
(5)本发明的夹具体通过导向杆、直线轴承相连，避免了两个夹具体的直接接触，降低了试验过程中的摩擦力，减小的对试验结果的影响。
附图说明
图1是本发明一种柔性剪切-反剪切试验夹具的结构示意图。
图2是本发明一种柔性剪切-反剪切试验夹具的正视图。
图3是本发明一种柔性剪切-反剪切试验夹具的正剖视图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
请参见附图1至附图3所示，一种柔性剪切-反剪切试验夹具，包括夹具体1、拉杆2、导向杆3、直线轴承4、压板5和剪切刀6；所述夹具体1为L形结构，且包括横向部101和竖向部102，所述横向部101顶面中心安装有所述拉杆2，所述竖向部102底面中心安装有所述导向杆3，两个所述夹具体1相对设置，二者中心线重合且两个所述导向杆3对称分布在中心线两侧，所述横向部101底面开设有与所述导向杆3相适配的滑孔103，所述滑孔103内安装有所述直线轴承4，所述导向杆3滑动设置在所述直线轴承4内，以滑动连接两个所述夹具体1；所述竖向部102底部向内延伸形成安装部104，所述安装部104朝向所述横向部101的端面通过两个压板螺钉7安装有压板5，所述安装部104朝向所述夹具体1中心线的端面通过两个紧定螺钉8安装有所述剪切刀6。
还包括卡簧9，所述导向杆3远离所述竖向部102一端安装有所述卡簧9，所述卡簧9起到限位的作用，防止所述夹具体1从所述导向杆3拉出。
所述导向杆3轴线与所述拉杆2轴线平行，通过拉动所述拉杆2所述两个所述夹具体1沿所述导向杆3轴线方向作反向运动，所述导向杆3起到导向的作用。
所述滑孔103外侧沿其轴向向下延伸形成加强部105，当两个所述夹具体1贴合时，所述加强部105起到限位和定位作用。
所述横向部101开设有两个竖向圆形通孔10，且每个所述竖向圆形通孔10轴线与对应所述压板螺钉7轴线重合，通过所述竖向圆形通孔10方便使用螺丝刀将所述压板螺钉7拧紧。
所述竖向部102周壁开设有两个横向圆形通孔11，且两个所述横向圆形通孔11的中心距等于两个所述紧定螺钉8的中心距，通过所述横向圆形通孔11方便使用螺丝刀将所述紧定螺钉8拧紧。
所述拉杆2通过螺纹连接或焊接中的一种安装在所述横向部101顶面中心，两种连接方式具有较高的连接强度，能够避免拉力过大而出现拉杆2从所述夹具体1脱离的情况。
本发明同时公开了一种柔性剪切-反剪切试验夹具的剪切试验方法，包括如下步骤：
步骤1，准备好夹具和试样；
步骤2，将所述夹具体1调整到合适的位置，用所述压板螺钉7和压板5将所述试样安装在夹具体之上；
步骤3，将夹具体1两端的拉杆2分别置于力学拉伸试验机的上下夹具后，确认各零件安装合理、牢靠；
步骤4，通过拉伸试验机拉伸所述拉杆2，两个所述剪切刀6做反向运动将试样剪切。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种柔性剪切-反剪切试验夹具，其特征在于：包括夹具体(1)、拉杆(2)、导向杆(3)、直线轴承(4)、压板(5)和剪切刀(6)；所述夹具体(1)为L形结构，且包括横向部(101)和竖向部(102)，所述横向部(101)顶面中心安装有所述拉杆(2)，所述竖向部(102)底面中心安装有所述导向杆(3)，两个所述夹具体(1)相对设置，二者中心线重合且两个所述导向杆(3)对称分布在中心线两侧，所述横向部(101)底面开设有与所述导向杆(3)相适配的滑孔(103)，所述滑孔(103)内安装有所述直线轴承(4)，所述导向杆(3)滑动设置在所述直线轴承(4)内，以滑动连接两个所述夹具体(1)；所述竖向部(102)底部向内延伸形成安装部(104)，所述安装部(104)朝向所述横向部(101)的端面通过两个压板螺钉(7)安装有压板(5)，所述安装部(104)朝向所述夹具体(1)中心线的端面通过两个紧定螺钉(8)安装有所述剪切刀(6)。
2.根据权利要求1所述的一种柔性剪切-反剪切试验夹具，其特征在于：还包括卡簧(9)，所述导向杆(3)远离所述竖向部(102)一端安装有所述卡簧(9)。
3.根据权利要求1所述的一种柔性剪切-反剪切试验夹具，其特征在于：所述导向杆(3)轴线与所述拉杆(2)轴线平行。
4.根据权利要求1所述的一种柔性剪切-反剪切试验夹具，其特征在于：所述滑孔(103)外侧沿其轴向向下延伸形成加强部(105)。
5.根据权利要求1所述的一种柔性剪切-反剪切试验夹具，其特征在于：所述横向部(101)开设有两个竖向圆形通孔(10)，且每个所述竖向圆形通孔(10)轴线与对应所述压板螺钉(7)轴线重合。
6.根据权利要求1所述的一种柔性剪切-反剪切试验夹具，其特征在于：所述竖向部(102)周壁开设有两个横向圆形通孔(11)，且两个所述横向圆形通孔(11)的中心距等于两个所述紧定螺钉(8)的中心距。
7.根据权利要求1所述的一种柔性剪切-反剪切试验夹具，其特征在于：所述拉杆(2)通过螺纹连接或焊接中的一种安装在所述横向部(101)顶面中心。
8.一种利用权利要求1-7任意一项所述的柔性剪切-反剪切试验夹具的剪切试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，准备好夹具和试样；
步骤2，将所述夹具体(1)调整到合适的位置，用所述压板螺钉(7)和压板5将所述试样安装在夹具体之上；
步骤3，将夹具体(1)两端的拉杆(2)分别置于力学拉伸试验机的上下夹具后，确认各零件安装合理、牢靠；
步骤4，通过拉伸试验机拉伸所述拉杆(2)，两个所述剪切刀(6)做反向运动将试样剪切。
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