CN112067433A - 一种复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于材料性能测试领域，涉及一种复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置。包括底座（1）、转动杆（3）及V型凹槽板（5），底座（1）上设置两个同轴的安装孔（41），用于固定试验夹具的加载杆；转动杆（3）设置为可转动结构，其末端安装一V型凹槽板（5），V型凹槽板（5）包括两个卡爪（52），卡爪（52）恰好伸进试验件的V型槽口内，并且两个卡爪的连线与所述安装孔（41）的轴线重合，从而实现试验件与试验夹具的中轴线重合。本申请可方便的实现试验夹具与试验件的对中安装，保障试验件V型缺口部分的中心轴线与试验机的加载轴线重合，提升试验夹具和试验件安装的对中性，降低了人为误差，提升了试验结果精度。

Description

一种复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置

技术领域

本申请属于材料性能测试领域，特别涉及一种复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置。

背景技术

V型缺口轨道剪切试验是目前测量复合材料多向层压板剪切性能最主要和最普遍的试验方法，其对应的试验标准为ASTM D7078。该试验的主要适用范围为：a)仅由单向纤维层组成的层压板，铺设方向平行或垂直夹具轨道均可；b)均衡对称层压板，其0层方向平行或垂直夹具轨道均可；c）层压板由织物、编织或纤维布单层纤维组成；d）随机分布短纤维增强复合材料。所测定的试验数据，既可以用于生产质量控制和材料规范制订，也可用于结构设计。

图1给出了V型轨道剪切试验示意图，试验夹具100包括两个，各自具有一个加载杆101及夹持部102，夹持部102用于夹持试验件200，试验件200中间具有V型缺口，试验时两个完全相同的左右夹持部将V型缺口试验件夹持在正中在试验机上施加拉伸载荷时，在试件内产生剪力并在缺口处破坏。

为了V型轨道剪切试验数据的准确和可靠，其中一个关键要求是，V型缺口试验件V型缺口截面的中轴线必须与加载轴线重合，这就要求图1中的两个加载杆轴线和V型缺口截面的中轴线必须重合。可以理解的是，试验件200的上端被左侧的试验夹具100的夹持部的螺钉所固定，试验件200的下端被右侧的试验夹具100的夹持部的螺钉所固定，但是螺钉具体夹持试验件上部或下部的哪个位置无法精准确定，因而不能保证实现如图1所示的理想夹持状态。

目前的试验夹具主要依靠两个与V型缺口相配合的定位块（其它辅助工装）来保障两个加载杆的轴线与V型缺口的中轴线沿图1均位于试验件的V型缺口截面上，但无法保障三条线的重合，即满足图1的状态，但是在图1的俯视图下（试验夹具100的俯视图可参考图9a），试验件的中轴线与夹具的中轴线不重合。试验人员一般通过在游标卡尺测量并调整试验件位置的方法，来保障三条线重合。这种方法非常麻烦，且由于需要测量多个零件和部位与试验件之间的距离，存在较大的累计误差，安装精度较差。当两个加载杆的轴线与试验件V型缺口截面的轴线不重合时，在试验过程中就会存在面外的弯曲和扭转变形，试验件V型缺口截面不能呈现出纯粹的剪应力状态，对试验结果会产生较大影响。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置，用于帮助试验夹具夹持试验件，并满足背景技术所描述的三线重合。

本申请的辅助对中安装装置包括：

底座，具有顶面，所述顶面包括中间开槽的槽口，以及位于槽口两侧的固定台，任一所述固定台上具有圆柱锁扣，所述圆柱锁扣与所述固定台形成具有适配夹持试验夹具的夹持部的安装孔，两个所述安装孔的轴线在第一方向上重合，当所述试验夹具的夹持部固定在所述安装孔内时，所述试验夹具的夹持部位于所述槽口处；

转动杆3，包括转动端以及相对于转动端的安装端，所述转动端转动安装在底座上，所述安装端为一板面结构，且其上设置有通孔，所述转动杆被配置成绕所述转动端在所述第一方向所在的平面转动时，所述安装端被带动至一极限位置，所述极限位置为所述槽口的正上方；

V型凹槽板，包括主体部分，以及在所述主体部分沿板面方向延伸的两个臂，两个臂在端部内向收缩形成卡爪，所述卡爪恰好伸进所述试验件的V型槽口内，所述主体部分设置有一滑轨，所述滑轨能够伸入所述转动杆的安装端的通孔内，并在所述通孔内沿垂直于所述第一方向的第二方向上运动，以使所述V型凹槽板贴合或远离所述转动杆的安装端的板面，当所述转动杆带动所述V型凹槽板移动至所述极限位置时，且所述V型凹槽板贴合在所述转动杆的安装端上时，两个所述卡爪的连线在所述第一方向上与所述安装孔的轴线重合。

优选的是，所述转动杆的转动端铰接在一立柱上，所述立柱固定在所述底座上。

优选的是，所述立柱螺接安装在底座上。

优选的是，所述圆柱固定台包括一截面为半圆形的第一凹槽，所述圆柱锁扣具有铰接端及固定端，以及位于所述铰接端与所述固定端之间的压块，所述压块具有一截面为半圆形的第二凹槽，所述圆柱锁扣的铰接端铰接在所述第一凹槽一侧，所述圆柱锁扣的固定端能够锁止在所述述第一凹槽的另一侧，所述第一凹槽与所述第二凹槽共同形成所述安装孔。

优选的是，所述圆柱锁扣的固定端通过螺钉固定在所述固定台上。

优选的是，所述V型凹槽板的滑轨上具有螺纹孔，通过一螺钉带动所述滑轨在所述通孔内运动。

优选的是，所述通孔为条形孔。

优选的是，还包括一平板锁扣，所述平板锁扣包括一铰接端及一锁扣端，所述铰接端铰接在V型凹槽板的一臂上，所述锁扣端能够固定在所述V型凹槽板的另一臂上。

本申请可方便的实现试验夹具各部分间的对中安装和试验件在试验夹具中的对中安装，保障试验件V型缺口部分的中心轴线与试验机的加载轴线重合，提升试验夹具和试验件安装的对中性，降低了人为误差，提升了试验结果精度。

附图说明

图1是试验夹具与试验件安装关系示意图。

图2是本申请复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置一优选实施例的结构立体图。

图3是本申请图2所示实施例的正视图。

图4是本申请图2所示实施例的底座结构示意图。

图5是本申请图2所示实施例的转动杆结构示意图。

图6是本申请图2所示实施例的V型凹槽板结构示意图。

图7是本申请图6所示实施例的V型凹槽板A-A剖示意图。

图8是本申请图2所示实施例的圆柱锁扣结构示意图。

图9a-9d分别为本申请复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置按顺序使用时的各状态示意图。

其中，100-试验夹具，200-试验件，101-加载杆，102-夹持部；

1-底座，11-槽口，12-固定台，2-立柱，3-转动杆3，31-通孔，4-圆柱锁扣，41-安装孔，42-压块，43-螺钉，44-台柱，45-销轴，5-V型凹槽板，51-臂，52-卡爪，53-滑轨，54-螺钉，6-平板锁扣。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

本申请提供了一种复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置，如图2-图8所示，主要包括底座1、转动设置在底座1上的转动杆3，以及能够在转动杆3上滑动的V型凹槽板5。

图4给出了底座1的结构示意图，底座1具有顶面，所述顶面包括中间开槽的槽口11，以及位于槽口两侧的固定台12，任一所述固定台12上具有圆柱锁扣4，所述圆柱锁扣4与所述固定台12形成具有适配夹持试验夹具的夹持部102的安装孔41，两个所述安装孔41的轴线在第一方向上重合，当所述试验夹具的夹持部102固定在所述安装孔41内时，所述试验夹具的夹持部102位于所述槽口11处。

本实施例中，底座1上部有左右两个各有一个凸起的矩形块，矩形块的中间按照图1所示V型缺口轨道剪切夹具的外形掏空，V型轨道剪切试验夹具的左右两部分可以分别放入其中。左右两个矩形块上表面的正中各有一个半圆柱槽，这两个半圆柱槽的轴线是重合的。V型轨道剪切试验夹具的两个加载杆101可以刚好完全贴合的放入到两个半圆柱槽中。当V型轨道剪切试验夹具的两个加载杆101放入这两个半圆柱槽内并完全贴好后，V型轨道剪切试验夹具的两个加载杆101的轴线也就重合在一起。左右两个矩形块上表面还有多个螺纹孔用于安装图8中所示的圆柱锁扣。使用时，V型轨道剪切试验夹具的夹持杆放入底座上的半圆柱槽中，然后锁紧圆柱锁扣，可以将夹持杆连同试验夹具固定在底座上。打开圆柱锁扣，加载杆101连同整个试验夹具可以从底座上卸载下来。

转动杆3的结构如图5所示，其包括转动端以及相对于转动端的安装端，所述转动端转动安装在底座1上，所述安装端为一板面结构，且其上设置有通孔31，所述转动杆3被配置成绕所述转动端在所述第一方向所在的平面转动时，所述安装端被带动至一极限位置，所述极限位置为所述槽口11的正上方。

该零件的作用是将带导轨V形凹槽板（试验件可安装在带导轨V形凹槽板内）安装在其上面，且当其转动到图3所示的极限位置时，安装在它上面的试验件刚好位于V型轨道剪切试验夹具的正中位置，此时V型缺口试验件的V型缺口横截面轴线刚好与底座上面的两个半圆柱槽轴线重合。继续参考图5，转动杆右侧板的中间有一个槽型通孔，图7中的V型凹槽板5的滑轨53能够在该槽型通孔内运动。

V型凹槽板5的结构如图6-图7所示，其包括主体部分，以及在所述主体部分沿板面方向延伸的两个臂51，两个臂51在端部内向收缩形成卡爪52，所述卡爪52恰好伸进所述试验件200的V型槽口内，所述主体部分设置有一滑轨53，所述滑轨53能够伸入所述转动杆3的安装端的通孔31内，并在所述通孔31内沿垂直于所述第一方向的第二方向上运动，以使所述V型凹槽板5贴合或远离所述转动杆3的安装端的板面，当所述转动杆3带动所述V型凹槽板5移动至所述极限位置时，且所述V型凹槽板5贴合在所述转动杆3的安装端上时，两个所述卡爪的连线在所述第一方向上与所述安装孔41的轴线重合。

本实施例中，针对图3，这里的第一方向是左右方向，第二方向为垂直于纸面的方向，V型凹槽板5的背面的短滑轨53可以完全贴合的***到转动杆上面的槽孔中，V型凹槽板5可以沿着第二方向移动。滑轨53中间有一个螺纹孔，可以通过该螺纹孔和一个梅花型的螺钉54将带导轨的V形凹槽板5固定在试验件安装的转动杆3上。当需要V型凹槽板5在转动杆上固定时，可以扭紧背面的螺钉54将其固定。

本申请的辅助对中安装装置在使用时，先用梅花螺钉将带导轨V形凹槽板固定在转动杆上，然后将试验件放置在带导轨V形凹槽板中间，关闭安装在带导轨V形凹槽板上面的平板锁扣，可以将试验件完全固定在带导轨V形凹槽板内。松开平板锁扣和带导轨V形凹槽板背面的梅花螺钉，然后将带导轨V形凹槽板推动最前面（沿第二方向），可以将试验件与带导轨V形凹槽板分离。

在一些可选实施方式中，所述转动杆3的转动端铰接在一立柱2上，所述立柱2固定在所述底座1上。转动杆3通过圆柱销子销接在立柱2上，可以绕着立柱上面的圆孔做180°的旋转（图2或图3所示为其转动杆在立柱左侧的最大转动位置）。

在一些可选实施方式中，所述立柱2螺接安装在底座1上，备选实施方式中，也可以通过焊接等方式固定，但需要注意的是，立柱2的高度需要提前设定好，以使得按图3所示的状态下，两个所述卡爪52的连线在所述第一方向上与所述安装孔41的轴线重合。

在一些可选实施方式中，所述圆柱固定台12包括一截面为半圆形的第一凹槽，所述圆柱锁扣4具有铰接端及固定端，以及位于所述铰接端与所述固定端之间的压块42，所述压块42具有一截面为半圆形的第二凹槽，所述圆柱锁扣4的铰接端铰接在所述第一凹槽一侧，所述圆柱锁扣4的固定端能够锁止在所述述第一凹槽的另一侧，所述第一凹槽与所述第二凹槽共同形成所述安装孔41。

在一些可选实施方式中，所述圆柱锁扣的固定端通过螺钉43固定在所述固定台12上。

如图8所示，圆柱锁扣4的铰接端主要包括台柱44和销轴45，台柱44固定在底座1的固定台12上，压块42通过销轴45转动连接在台柱44的顶端，从而使压块42形成绕销轴45转动的结构，压块42在转动到图8所示的位置后，其与固定台12上的半圆形槽共同形成所述安装孔41。

平板锁扣6的结构与圆柱锁扣4类似，所述平板锁扣6包括一铰接端及一锁扣端，所述铰接端铰接在V型凹槽板5的一臂51上，所述锁扣端能够固定在所述V型凹槽板5的另一臂51上。可以理解的是，平板锁扣6位于V型凹槽板5的背离转动杆3的一侧，当将试验件安装在V型凹槽板5上时，试验件一侧压在转动杆3的板面上，试验件的另一侧被平板锁扣6锁止。

在一些可选实施方式中，所述V型凹槽板5的滑轨53上具有螺纹孔，通过一螺钉54带动所述滑轨53在所述通孔31内运动。

在一些可选实施方式中，所述通孔31为条形孔。可以理解的是，条形孔能够保证V形凹槽板可以沿第二方向（垂直于纸面的方向）运动，但不能转动或者沿其他方向移动。

本申请复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置的使用方法参考图9a-图9d所示：

a) 在进行V型轨道试验夹具和试验安装之前，首先应使复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置处于打开状态：打开两个圆柱锁扣和平板锁扣，并将转动杆旋转至不干扰试验夹具的位置。同时应该将转动杆背面的梅花螺钉扭紧，使得带导轨V形凹槽板在转动杆上完全固定。

b）将V型缺口试验夹具的一半放入到辅助对中安装装置底座上，使得试验夹具的夹持杆弯曲与底座上的半圆柱槽贴合，并锁紧左侧的圆柱锁扣4，将该部分试验夹具固定在辅助对中安装装置上，如图9a所示。

c）试验件安装在带导轨V形凹槽板，并锁紧上面的平板锁扣6，使得试验件固定。然后转动转动杆使其位于左侧的极限位置处。此时试验件正好位于将要安装好的V型缺口轨道剪切试验夹具的正中，试验件V型缺口的横截面轴线正好与已经安装好的一半试验夹具的夹持杆轴线重合。然后扭紧轨道剪切试验夹具两侧的螺栓，将试验件完全固定。该状态的示意图见图9b。

d）试验件在一半V型轨道试验夹具上完全固定后，打开平板锁扣，松开转动杆背面的梅花螺钉，使得带导轨V形凹槽板与转动杆分离。将带导轨V形凹槽板推动到最前面，使其与试验件分离。然后转动转动杆3，可以使得转动杆与试验件分离。转动杆与试验件分离状态的示意图见图9c。

e）将另外一半试验夹具放入到辅助对中安装装置底座上，使得试验夹具的夹持杆弯曲与底座上的半圆柱槽贴合，并锁紧右侧的圆柱锁扣4，将该部分试验夹具固定在辅助对中安装装置上。然后将该部分试验夹具上的螺钉扭紧，至此整个轨道剪切试验夹具和试验件安装完成，试验件位于试验夹具的正中，试验夹具夹持杆轴线和试验件V型缺口横截面轴线弯曲对齐。该状态的示意图见图9d。

f）通过试验夹具上的螺钉将试验夹具与试验件固定到一起后，即可打开两侧的圆柱锁扣4，取下试验件及试验夹具，进行正式的V型轨道剪切试验。

与现有的技术相比，本发明具有以下优点：通过结构形式来保障V型轨道剪切试验安装时两个加载杆和试验件V型缺口横截面轴线的重合，而不是靠人为的测量与调整来保障，方便快捷且精度高。

Claims (8)

1.一种复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置，用于辅助试验夹具（100）夹持试验件（200），所述试验夹具（100）包括加载杆（101）及夹持部（102），所述夹持部（102）能够夹紧所述试验件（200），其特征在于，所述辅助对中安装装置包括：

底座（1），具有顶面，所述顶面包括中间开槽的槽口（11），以及位于槽口两侧的固定台（12），任一所述固定台（12）上具有圆柱锁扣（4），所述圆柱锁扣（4）与所述固定台（12）形成具有适配夹持试验夹具的夹持部（102）的安装孔（41），两个所述安装孔（41）的轴线在第一方向上重合，当所述试验夹具的夹持部（102）固定在所述安装孔（41）内时，所述试验夹具的夹持部（102）位于所述槽口（11）处；

转动杆（3），包括转动端以及相对于转动端的安装端，所述转动端转动安装在底座（1）上，所述安装端为一板面结构，且其上设置有通孔（31），所述转动杆（3）被配置成绕所述转动端在所述第一方向所在的平面转动时，所述安装端被带动至一极限位置，所述极限位置为所述槽口（11）的正上方；

V型凹槽板（5），包括主体部分，以及在所述主体部分沿板面方向延伸的两个臂（51），两个臂（51）在端部内向收缩形成卡爪（52），所述卡爪（52）恰好伸进所述试验件（200）的V型槽口内，所述主体部分设置有一滑轨（53），所述滑轨（53）能够伸入所述转动杆（3）的安装端的通孔（31）内，并在所述通孔（31）内沿垂直于所述第一方向的第二方向上运动，以使所述V型凹槽板（5）贴合或远离所述转动杆（3）的安装端的板面，当所述转动杆（3）带动所述V型凹槽板（5）移动至所述极限位置时，且所述V型凹槽板（5）贴合在所述转动杆（3）的安装端上时，两个所述卡爪的连线在所述第一方向上与所述安装孔（41）的轴线重合。

2.如权利要求1所述的复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置，其特征在于，所述转动杆（3）的转动端铰接在一立柱（2）上，所述立柱（2）固定在所述底座（1）上。

3.如权利要求2所述的复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置，其特征在于，所述立柱（2）螺接安装在底座（1）上。

4.如权利要求1所述的复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置，其特征在于，所述圆柱固定台（12）包括一截面为半圆形的第一凹槽，所述圆柱锁扣（4）具有铰接端及固定端，以及位于所述铰接端与所述固定端之间的压块（42），所述压块（42）具有一截面为半圆形的第二凹槽，所述圆柱锁扣（4）的铰接端铰接在所述第一凹槽一侧，所述圆柱锁扣（4）的固定端能够锁止在所述述第一凹槽的另一侧，所述第一凹槽与所述第二凹槽共同形成所述安装孔（41）。

5.如权利要求4所述的复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置，其特征在于，所述圆柱锁扣的固定端通过螺钉（43）固定在所述固定台（12）上。

6.如权利要求1所述的复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置，其特征在于，所述V型凹槽板（5）的滑轨（53）上具有螺纹孔，通过一螺钉（54）带动所述滑轨（53）在所述通孔（31）内运动。

7.如权利要求1或6所述的复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置，其特征在于，所述通孔（31）为条形孔。

8.如权利要求1所述的复合材料轨道剪切试验用辅助对中安装装置，其特征在于，还包括一平板锁扣（6），所述平板锁扣（6）包括一铰接端及一锁扣端，所述铰接端铰接在V型凹槽板（5）的一臂（51）上，所述锁扣端能够固定在所述V型凹槽板（5）的另一臂（51）上。

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