一种应用于测定粘接试样强度的高精度器具的制作方法

1.一种应用于测定粘接试样强度的高精度器具，属于粘接强度测定设备技术领域。


背景技术：

2.电气绝缘设备生产与研制过程中会应用到大量的以复合材料为基材的粘接试样，用于测试粘接类试样的粘接强度。粘接试样的强度间接影响到绝缘设备的设计方案。目前，现有的粘接试样强度测试器具为通用型器具，并非为粘接试样专用，做强度测试时易造成试样打滑以及试样挤压变形严重；且器具材料为45#钢，强度低，测试过程中会导致器具变形，测试精度无法得到保证。所以应用时粘接试样强度测试的结果可能会存在一定误差。
3.西北农林科技大学的专利cn200910021163.7公开了一种密封胶与被粘基材粘接试样界面抗剪强度的测试方法，先将被粘基材制成两个试样，中间预留一定尺寸缝腔，将密封胶灌入，使被粘基材和密封胶成为一个粘接试样整体，放在温度20
±
2℃，相对湿度65
±
5％的环境中养护28天，将试样分别放入上下剪切盒中，上部加以正压力p1，同时施加水平力p2。用测力计5测定试样所受的剪切力。以一定加荷速率施加剪切力p2，直至被粘基材和密封胶之间的剪切面破坏时，用测力计5所测得的最大力即是抗剪切力。以此抗剪切力除以粘接试样界面面积就是在正压力p1下被粘基材与密封胶粘接界面的抗剪强度。该专利同样是针对界面抗剪强度，但是试样的上下部分实在正压力p1下测定抗剪强度，且剪切力p2的施力方向并不在试样的轴线上，试样同样存在挤压和扭力变形，测试精度无法得到保证。
4.因此，需要设计出一种专用于试样强度测试的高精度器具，具有重要的应用意义。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种操作简单、精度可靠，并满足适用于批量测试的应用于粘接试样强度的高精度器具。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该应用于粘接试样强度的高精度器具，其特征在于：包括拉压工装、试样和至少一件厚度控制装置；
7.所述的拉压工装上设有试样固定槽，拉压工装上垂直于试样固定槽开设有工装插销孔，并配套设有插销；所述的厚度控制装置为u型的垫片，所述的厚度控制装置上开设有与拉压工装的对应的厚度控制插销孔；
8.所述的试样包括试样基材和复合材料片，所述的复合材料片活动套设在试样基材的一端，复合材料片与试样基材上对应开设有试样插销孔，所述的复合材料片与试样基材之间留设有装填腔，装填腔用于装填待测试胶以形成粘接层。
9.本发明针对电气绝缘设备提供了一种拉压工装和配套使用试样形式，目的在于简单、快速的测定于测试粘接类试样的粘接强度。拉压工装和试样通过插销固定，从根本上杜绝了试样滑动，保证了测试准确；试样基材和复合材料片套设，使得测试胶形成环形分布，在拉扯拉压工装时，能够在同一轴线上施加拉力，试样和粘结胶层受力均匀，测定的粘结强度准确可靠，也符合电气绝缘设备的使用环境，保证绝缘设备的设计方案满足使用需求。
10.优选的，所述的拉压工装的外部设有与拉压工装一体的夹持部。拉压工装的外部增设与拉压工装一体的夹持部，能够方便拉压工装的固定，保证测试快速、稳定进行。
11.优选的，所述的夹持部的表面上设有防滑面。夹持部的表面设防滑面后，拉压工装的固定更加稳定。防滑面可以使直接在夹持部的表面开设的多到交叉的防滑槽形成，也可以是通过铆接、嵌入等形式增加的外设防滑面。
12.优选的，所述的拉压工装的材质为工程结构用合金钢、耐磨钢或硅锰弹簧钢。拉压工装的材质的材质采用高性能的合金钢，保证本身的强度和韧性。
13.优选的，各所述的厚度控制装置的厚度之间的差值在0.2mm～10mm。厚度控制装置是用来防止试样的整体厚度与试样固定槽的宽度存在间隙而发生晃动的存在。测定过程中若试样与试样固定槽间存在间隙，可挑选合适厚度的厚度控制装置垫在两者之间，避免晃动的发生。
14.优选的，所述的试样固定槽和厚度控制装置的内表面设有防滑层。试样固定槽和厚度控制装置内表面的防滑层能够增加拉压工装和试样之间的摩擦力，更好的避免试样晃动。
15.优选的，所述的试样固定槽的槽型宽度d1与试样的试样基材厚度d1满足d1-d1≤0.6mm；所述的工装插销孔的插销孔径d2与试样的试样衬套孔径d2满足d2-d2≤0.2mm。试样的制作应尽量满足上述条件。能够更好的保证两者间相对稳定，保证轴线位置，测定值准确。
16.优选的，所述的试样配套设有偏心锲型夹。
17.优选的，所述的试样的外端设有端部辅助防滑片。
18.试验时，通过专用偏心锲型夹具夹住设有端部辅助防滑片的试样端部，另一端插入强度测试器具(器具夹持端表面做防滑耐磨处理)中，用带锁止机构的插销固定联接，各部连接方便、快捷、能够保证整体器具稳定可靠，保证测量精度。
19.优选的，所述的插销设有锁止机构。插销的锁止机构能防止插销意外脱出。
20.与现有技术相比，本发明的一种应用于测定粘接试样强度的高精度器具所具有的有益效果是：本发明针对电气绝缘设备提供了一种拉压工装和配套使用试样形式，目的在于简单、快速的测定于测试粘接类试样的粘接强度。拉压工装和试样通过插销固定，从根本上杜绝了试样滑动，保证了测试准确；试样基材和复合材料片套设，使得测试胶形成环形分布，在拉扯拉压工装时，能够在同一轴线上施加拉力，试样和粘结胶层受力均匀，测定的粘结强度准确可靠，也符合电气绝缘设备的使用环境，保证绝缘设备的设计方案满足使用需求。
21.本发明器具可对电气绝缘设备实现粘接试样拉伸强度和剪切强度等测试。通过实际使用，检测效果可靠，达到粘接试样强度测试要求。粘接试样测量器具具有操作简单、装配精度高、测试精度高、测试效率高等特点，能够减少人为因素的影响，并可适用于批量测试的目的。
附图说明
22.以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别
指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
23.图l为本发明的一种应用于测定粘接试样强度的高精度器具的主体示意图。
24.图2为本发明的一种应用于测定粘接试样强度的高精度器具的厚度控制装置示意图。
25.图3为本发明的一种应用于测定粘接试样强度的高精度器具的测试器具的粘接试样示意图。
26.其中，1、夹持部2、拉压工装3、试样固定槽4、插销5、防滑面6、工装插销孔7、锁止机构8、试样基材9、复合材料片10、粘接层11、衬套12、试样插销孔13、端部辅助防滑片14、厚度控制装置15、厚度控制插销孔d1、槽型位置宽度d2插销孔径d1试样基材厚度d2试样衬套孔径。
具体实施方式
27.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.参照附图1-3，本实施例提供了一种应用于测定粘接试样强度的高精度器具，由夹持部1、拉压工装2、插销4、防滑面5、锁止机构7、试样基材8、复合材料片9、粘接层10、衬套11、端部辅助防滑片13和厚度控制装置14组成；拉压工装2上设有试样固定槽3，拉压工装2上垂直于试样固定槽3开设有工装插销孔6，并配套设有插销4；厚度控制装置14为u型的垫片，厚度控制装置14上开设有与拉压工装2的对应的厚度控制插销孔15；复合材料片9活动套设在试样基材8的一端，复合材料片9与试样基材8上对应开设有试样插销孔12，复合材料片9与试样基材8之间留设有装填腔，装填腔用于装填待测试胶以形成粘接层10。拉压工装2和试样通过带有锁止机构7的插销4固定，从根本上杜绝了试样滑动，保证了测试准确；试样基材8和复合材料片9套设，使得测试胶形成环形的粘接层10，在拉扯拉压工装2时，能够在同一轴线的方向上施加拉力，试样和粘接层10受力均匀，测定的粘结强度准确可靠；与拉压工装一体的夹持部1设在拉压工装2的外部；能够方便拉压工装的固定；夹持部1的表面上设有防滑面5。防滑面5可以使直接在夹持部的表面开设的多到交叉的防滑槽形成，也可以是通过铆接、嵌入等形式增加的外设防滑面。拉压工装2的材质为工程结构用合金钢、耐磨钢或硅锰弹簧钢，保证本身的强度和韧性。各厚度控制装置14的厚度之间的差值在0.2mm～10mm，测定过程中若试样与试样固定槽间存在间隙，可挑选合适厚度的厚度控制装置垫在两者之间，避免晃动的发生；试样固定槽3和厚度控制装置14的内表面设有防滑层增加拉压工装2和试样之间的摩擦力。按照粘接试样的测试要求，设计检验器具的主体结构(槽型)：试样固定槽3的槽型宽度d1与试样的试样基材厚度d1满足d1-d1≤0.6mm；工装插销孔的插销孔径d2与试样的试样衬套孔径d2满足d2-d2≤0.2mm。端部辅助防滑片13设在试样的外
端，并配套设有偏心锲型夹。试验时，通过专用偏心锲型夹具夹住试样端部，另一端插入本强度测试器具的试样固定槽3中，用带锁止机构7的插销4固定联接，各部连接方便、快捷、能够保证整体器具稳定可靠，保证测量精度。
30.工作过程：首先制作试样，按照实际电气绝缘设备的胶层厚度，选取试样基材8和复合材料片9，制成本发明的粘接试样；向复合材料片9与试样基材8之间的装填腔内装填待测试胶，经过养护后形成粘接层10；通过专用偏心锲型夹具夹住并固定粘接试样端部的端部辅助防滑片13，粘接试样的有端粘接层10的一插入本强度测试器具的试样固定槽3中，选择合适厚度的厚度控制装置14垫在粘接试样与试样固定槽3之间，使两者紧密插接，没有晃动；用带锁止机构7的插销4插入工装插销孔6(同时插入厚度控制插销孔15和试样插销孔12)将两者固定联接，防止发生滑动。将拉压工装2发热夹持部1固定在拉力机械上。偏心锲型夹具固定在定位桩上；启动拉力机械，不断增加其对拉压工装2施加的拉力，直至复合材料片9与试样基材8发生相对滑动，记录相对滑动刚发生时的拉力。并结合粘接层10的面积计算粘接试样剪切强度。测定过程中各部连接方便、快捷、能够保证整体器具稳定可靠，保证了测量精度。
31.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。