一种复合材料三点、四点弯曲疲劳通用试验夹具的制作方法

本发明涉材料力学性能测试夹具，具体是一种条状复合材料三点、四点弯曲疲劳通用试验夹具。

背景技术：

如今复合材料广泛应用于各个工程领域，纤维增强复合材料(frp)结构因其成本较低在基础设施领域中逐步广泛应用，在环境及应力不断作用下，材料结构及构件在使用过程中往往会产生损伤以至破坏，疲劳破坏为结构及构件主要破坏形式之一。

三点、四点弯曲疲劳试验是材料机械性能试验的基本方法之一。虽然常规疲劳实验机被广泛使用，但是常规疲劳试验机只能进行拉伸疲劳试验。由于三点、四点弯疲劳实验与拉伸疲劳试验测试原理基本相同，因此，可以对常规疲劳试验机的夹具部分进行重新设计，使常规疲劳实验机进行三点、四点弯曲疲劳实验，从而扩展常规疲劳实验机的功能，提高利用效率。

技术实现要素：

针对现有的常规疲劳实验机，本发明拟解决的技术问题是，提供一种条状复合材料三点、四点弯疲劳实验夹具，夹具可确保试样在测试过程中被稳定夹持，使三点、四点弯疲劳实验顺利准确进行。并且，夹具可根据不同试样尺寸调整夹具的夹持尺寸，满足大部分复合材料弯曲疲劳测试标准。夹具可拆卸地安装在常规疲劳试验机上，可使常规疲劳试验机进行三点、四点弯曲疲劳试验。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

在本发明提供的一种复合材料三点、四点弯曲疲劳通用试验夹具具有以下特征：加载部末端通过螺柱与疲劳试验机的上方固定端连接，支撑部通过螺柱与疲劳试验机的下方固定端连接。支撑部底板中有t型轨道，供调整底座之间的截距使用，适应不同试样尺寸的弯曲疲劳测试标准。两个可调整底座通过t型轨道内的螺栓固定在支撑部底板上，可调整底座包含支撑试样的支梁。试样被夹持在支梁和夹持梁之间，支梁和夹持梁穿过矩形空心方铁，矩形空心方铁顶部螺钉用于固定夹持梁，并可通过移动矩形空心方铁调节试样夹持宽度，适应不同试样尺寸的复合材料弯曲疲劳测试标准。

在本发明提供的一种复合材料三点、四点弯疲劳试验夹具还可以具有这样的特征：夹具加载部面板通过螺柱与疲劳试验机载荷传感器端连接，面板中有两组圆头矩形孔，可调节加载部每组上、下夹头之间的截距，适应不同试样尺寸的复合材料弯曲疲劳测试标准。上、下夹头穿过矩形空心方铁，矩形空心方铁螺钉用于固定加载部上、下夹头。

在本发明提供的一种复合材料三点、四点弯疲劳试验夹还可以具有这样的特征：加载部面板中还有一对螺钉孔，当需要进行三点弯曲疲劳测试时可将一组夹头拆除，将另一组夹头移动到加载部面板中部，然后通过螺钉固定即可。

附图说明

图1为本发明三点、四点弯曲疲劳通用试验夹具的总体结构示意图。

图2为本发明三点、四点弯曲疲劳通用试验夹具的总体结构刨切示意图。

图3为本发明三点、四点弯曲疲劳通用试验夹具的俯视图(不含试样)。

图4为本发明三点、四点弯曲疲劳通用试验夹具的俯视图(不含加载部面板和试样)。

图5为本发明三点、四点弯曲疲劳通用试验夹具的侧视刨切示意图。

标号说明：螺柱1，圆头矩形槽2，螺钉孔3，矩形空心方铁4，螺钉5，垫片6，上夹头7，下夹头8。螺柱9，t型导轨10，螺钉11，螺母12，底座13，夹持梁14，螺钉15，矩形空心方铁16，试样17。

具体实施方式

下面结合实例及附图进一步描述本发明。

一种复合材料三点、四点弯曲疲劳通用试验夹具，包括加载部与支撑部，如图1和图3所示。加载部包括：加载部面板(螺柱1，圆头矩形槽2，螺钉孔3)，矩形空心方铁4，螺钉5，垫片6，上夹头7，下夹头8。支撑部包括：支撑部底板(螺柱9，t型导轨10)，螺钉11，螺母12，底座13，夹持梁14，螺钉15，矩形空心方铁16，试样17。

实验前，将螺柱1与疲劳试验机加载端螺孔连接，将螺柱9与疲劳试验机支撑端螺孔连接。然后将条状试样17放入加载部上夹头7和下夹头8之间，根据测试标准调整两组上下夹头之间的距离l，然后根据试样宽度调整空心方铁4在试样宽度方向上之间的距离。调整好距离后，拧紧螺钉5。如果需要进行三点弯曲疲劳实验，可将一组上、下夹头拆除，将另一组夹头移动到加载部面板中部，通过螺钉5固定。

加载部安装完毕后，调整支撑部底座13将试样放入夹持梁14和底座13上的支梁之间，根据测试标准调整夹持梁14和支梁的距离ls，然后拧紧螺栓。再根据试样宽度调整矩形空心方铁16在试样宽度方向上之间的距离，然后拧紧螺钉15。

夹具安装完毕后，调整试验机的相关参数设置后，即可开始试验。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种复合材料三点、四点弯曲疲劳性能测试通用夹具，属于材料力学性能测试用的夹具，可拆卸地安装在常规疲劳试验机上，进行三点、四点弯曲疲劳试验。夹具分为加载部和支撑部，加载部和支撑部可通过螺纹形式与疲劳试验机连接。且夹具可根据试样尺寸调节夹持尺寸，满足国内外相关的弯曲疲劳测试标准，通用性强。夹具可确保试样在弯曲疲劳测试过程中被稳定夹持而不会产生滑移，使实验准确顺利进行。

技术研发人员：孙颖;丁许;刘俊岭;陈利
受保护的技术使用者：天津工业大学
技术研发日：2018.01.16
技术公布日：2018.04.17