一种用于复合材料结构面内剪切性能测试用的工装的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种工装，特别是涉及一种用于复合材料结构面内剪切性能测试用的工装，属于复合材料性能评价表征技术领域。
【背景技术】
[0002]采用蜂窝、硬质泡沫、BALSA木等材料作为芯材所制造的夹层结构复合材料具有轻质、高强、承载等优异特点，已被大量应用于航空、航天和高铁等领域。以机舱内饰构件为应用对象，一般来说，用于壁板、隔板等非承力型构件的夹层结构其主要性能包括板一芯粘接性能、力学性能、阻燃性能和耐环境性能，而用于地板、行李箱等承力型夹层结构根据其实际使用需要还增加了嵌件剪切和面内剪切等性能的考察。例如，波音材料标准BMS 4-17、BMS 4-20等对客、货舱地板的嵌件剪切强度和面内剪切强度有明确的性能指标要求，并且对所需要测试试样的技术规格和尺寸进行了规定。但是，上述材料标准的相关测试用夹具工装并不明确，国内外能够涉及到夹层结构面内剪切性能及其测试方法的公开专利、学术文章以及相关报道均无法查询到。
[0003]尤其近年来，我国大型飞机的研制对复合材料的使用需求日益增加。由于在设计选材方面紧跟欧美最先进水平，对以客、货舱地板为代表的承力型夹层结构复合材料的全面力性能研究已不仅仅局限于长梁弯曲、滚筒剥离、平面压缩、平板剪切等传统性能，还包括模拟材料部件在使用过程中可能出现的因面内拉伸所导致的预埋件与板材胶结失效以及板材整体板一芯粘接失效等性能、行为。这就要求在研究上述力学性能、失效行为自身特点的基础上，从设计测试夹具工装入手，对结构面的剪切强度和面内剪切强度的测方法进行研究，最终完成性能测试，获得面内剪切极限载荷值和相应的变形量，从而对夹层结构的全面性能得到深入了解，由此可见，对测试工装的研制更是必要。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题:为了克服现有技术的不足，提出一种用于复合材料结构面内剪切性能测试用的工装，以准确测试出均匀对称方向上的面内剪切极限载荷值和相应的变形量。
[0005]本实用新型的技术解决方案:
[0006]—种用于复合材料结构面内剪切性能测试用的工装，包括固定板、夹具以及待测样件，所述的固定板为两端呈半圆弧型结构的矩形板，固定板两端开有板间互相连接的圆形孔，圆形孔附近的板厚度薄于其他部位厚度的一半，固定板较厚的部位上均匀开有与待测样件边缘连接的通孔，
[0007]待测样件为方形，在其两个面上的四边固定连接8个相同的固定板，形成组合件，组合件的两面的每个面上的4个固定板均在同一平面上，固定板互相连接时相邻两个固定板的半圆弧型端与较厚端转动时不发生干涉；
[0008]组合件的对角连接有夹具，用于与测试机构相连，对复合材料结构面内剪切性能顺利进行测试。
[0009]半圆弧的外端点距较厚部位中心轴线尺寸与固定板宽度一致。
[0010]固定板较厚的部位上开有的通孔孔径不大于10mm。
[0011]待测样件与固定板之间用玻璃纤维增强型双面胶带粘接。
[0012]待测样件四角为内圆弧形状或平角形状，使夹具与固定板之间不发生干涉。
[0013]本实用新型与现有技术相比的有益效果:
[0014](1)本实用新型设计了可覆盖待测样件上、下面边缘的固定板组合结构，保证了待测样件所受的载荷均匀分布到其四周，从而保证了纯面内剪切行为的发生；
[0015](2)本实用新型通过采用纤维增强型双面胶粘接和螺钉、螺栓紧固两种形式使夹具和待测样件成为了一个固定的整体，保证了待测样件所受的载荷均匀分布到试样四周，从而保证了纯面内剪切行为的发生；采用具有一定强度胶结材料进行粘接在保证了待测样件与夹具层间强度的同时，还起到了对待测样件的保护作用，避免了由纯机械紧固易导致待测样件与夹具连接处损坏问题的发生。
[0016](3)本实用新固定板较厚的部位上开有的通孔孔径不宜过大，确保了在拉伸测试时，固定板与待测样件之间不发生拉脱，使试验有效进行。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型测试用工装结构示意图；
[0018]图2为图1的A-A向视图；
[0019]图3为图1的B-B向视图；
[0020]图4为本实用新型固定板的结构示意图；
[0021]图5为本实用新型工作中的正向视图；
[0022]图6为本实用新型工作中的侧向视图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型作进一步详细的描述:
[0024]—种用于复合材料结构面内剪切性能测试用的工装，如图1所示，包括固定板3、夹具7以及待测样件1，所述的固定板3为两端呈半圆弧型结构的矩形板，固定板3两端开有板间互相连接的圆形孔6，圆形孔6附近的板厚度薄于其他部位厚度的一半，固定板3较厚的部位上均匀开有与待测样件1边缘连接的通孔5，如图5所示，半圆弧的外端点距较厚部位中心轴线尺寸与固定板3宽度一致，固定板3较厚的部位上开有的通孔孔径不大于10_，如果开有的通孔孔径过大，会造成在拉伸测试时，使固定板与待测样件之间发生拉脱，使试验失效。
[0025]待测样件1为方形，在其两个面上的四边固定连接8个相同的固定板3，形成组合件，组合件的两面的每个面上的4个固定板3均在同一平面上，固定板3互相连接时相邻两个固定板3的半圆弧型端与较厚端转动时不发生干涉，如图3所示；
[0026]组合件的对角连接有夹具7，用于与测试机构相连，如图5-6所示，对复合材料结构面内剪切性能顺利进行测试。待测样件1四角为内圆弧形状或平角形状，使夹具7与固定板3之间不发生干涉。
[0027]待测样件1与固定板3之间用玻璃纤维增强型双面胶带2粘接，如图2所示，通过采用纤维增强型双面胶粘接和螺钉、螺栓紧固两种形式使夹具和试样成为了一个固定的整体，保证了试样所受的载荷均匀分布到试样四周，从而保证了纯面内剪切行为的发生；采用具有一定强度胶结材料进行粘接在保证了试样与夹具层间强度的同时，还起到了对试样的保护作用，避免了由纯机械紧固易导致试样与夹具连接处损坏问题的发生。
[0028]本实用新型未公开内容为本领域技术人员公知常识。
【主权项】
1.一种用于复合材料结构面内剪切性能测试用的工装，其特征在于:包括固定板(3)、夹具(7)以及待测样件(1)，所述的固定板(3)为两端呈半圆弧型结构的矩形板，固定板(3)两端开有板间互相连接的圆形孔￠)，圆形孔(6)附近的板厚度薄于其他部位厚度的一半，固定板(3)较厚的部位上均匀开有与待测样件(1)边缘连接的通孔(5)， 待测样件(1)为方形，在其两个面上的四边固定连接8个相同的固定板(3)，形成组合件，组合件的两面的每个面上的4个固定板(3)均在同一平面上，固定板(3)互相连接时相邻两个固定板(3)的半圆弧型端与较厚端转动时不发生干涉； 组合件的对角连接有夹具(7)，用于与测试机构相连，对复合材料结构面内剪切性能顺利进行测试。2.如权利要求1所述的一种用于复合材料结构面内剪切性能测试用的工装，其特征在于:半圆弧的外端点距较厚部位中心轴线尺寸与固定板(3)宽度一致。3.如权利要求1所述的一种用于复合材料结构面内剪切性能测试用的工装，其特征在于:固定板(3)较厚的部位上开有的通孔孔径不大于10mm。4.如权利要求1所述的一种用于复合材料结构面内剪切性能测试用的工装，其特征在于:待测样件(1)与固定板(3)之间用玻璃纤维增强型双面胶带(2)粘接。5.如权利要求4所述的一种用于复合材料结构面内剪切性能测试用的工装，其特征在于:待测样件(1)四角为内圆弧形状或平角形状，使夹具(7)与固定板(3)之间不发生干涉。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于复合材料结构面内剪切性能测试用的工装，包括固定板、夹具以及待测样件，所述的固定板为两端呈半圆弧型结构的矩形板，固定板两端开有板间互相连接的圆形孔，圆形孔附近的板厚度薄于其他部位厚度的一半，固定板较厚的部位上均匀开有与待测样件边缘连接的通孔，待测样件为方形，在其两个面上的四边固定连接8个相同的固定板，固定板互相连接时相邻两个固定板的半圆弧型端与较厚端转动时不发生干涉。本实用新型设计了可覆盖待测样件上、下面边缘的固定板组合结构，保证了待测样件所受的载荷均匀分布到其四周，从而保证了纯面内剪切行为的发生。
【IPC分类】G01N3/24
【公开号】CN205067244
【申请号】CN201520711183
【发明人】王伟, 左小彪, 冯志海, 颜雪, 孙福瑞
【申请人】航天材料及工艺研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年9月14日