复合材料试样粘结拉伸的试验模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种复合材料试样粘结拉伸的试验模具。所述复合材料包括基材和覆层，所述试样的基材和覆层上分别粘接有拉伸圆棒，其特征在于，所述模具包括铰接连接装置，该铰接连接装置包括铰接头，所述铰接头的第一端与拉伸试验机连接，所述铰接头的第二端与所述拉伸圆棒连接。本实用新型的技术方案，被测试样的一端通过与其连接的铰接连接装置与拉伸试验机连接，其相对试验机可沿任意方向在一定角度范围内转动，使得在拉伸圆棒与试样的轴线不可能保证绝对的同轴度的情况下，避免试验机在夹持拉伸圆棒时造成圆棒与复合材料的胶粘处开裂而导致试验失败的问题。
【专利说明】
复合材料试样粘结拉伸的试验模具
技术领域
[0001 ]本实用新型主要涉及复合材料粘结拉伸试验，尤其涉及一种复合材料试样粘结拉伸的试验模具。
【背景技术】
[0002]复合材料是将覆层与基材按一定的包覆比，经一定的复合工艺层状复合在一起。复合工艺是为了适应不同材料的需求，使复合后的材料性能更优异，使每一层材料充分发挥其不同的性能，因而复合材料具有更多更好的性能，以及更低的成本。
[0003]金属层状复合材料由于具有优异的综合性能，已在发电、石油、化工、汽车、建筑等领域获得广泛的应用。金属层状复合材料界面的结合质量会影响产品的使用及其寿命，因此界面结合质量是评价金属层状复合材料性能优劣的主要指标。
[0004]目前，评价金属层状复合材料界面结合强度的主要定量方法有剪切试验、剥离试验和粘结拉伸试验等。剪切试验对试样制备及加工精度要求较高，对界面平直度要求较高，且难以对覆层较薄(<0.5mm厚)的层状复合材料界面进行有效评价。而剥离实验得到的是单位宽度试样的剥离力，不能明确标示界面的结合强度。与上述两种试验方法相比，粘结拉伸试验试样制备简单，对试样也没有如剪切拉伸对试样的高要求，且可通过在基材和覆层两面粘结圆棒进行拉伸，因而可以评估较薄试样的界面结合强度，结果相对准确可靠，因此，粘结拉伸试验是一种评价界面结合强度行之有效且简单方便的试验方法。
[0005]但在粘结过程中，理想的情况是拉伸圆棒/复合材料/拉伸圆棒在同一轴心线上，这样可以保证均匀的拉应力状态，否则会使试验结果不准确。但实际上是很难保证拉伸圆棒和试样绝对的同心，一是加工制造难保证三者同心，再者，在粘接拉伸圆棒和复合材料时，粘结时的不对中、粘胶的厚度在粘接面上的不均匀也会导致粘结的三方存在一定在偏心。因此在拉伸机夹头夹持圆棒的过程中由于夹持力较大会在胶粘处存在有剪切力甚至是扭力，而使圆棒与复合材料在胶粘处开裂，导致试验失败。
[0006]因此有必要设计一种试样拉伸模具，使得复合材料做粘结拉伸试验时，在圆棒与试样的轴线不可能保证绝对的同轴度的情况下，避免试验机在在夹持圆棒时造成圆棒与复合材料的胶粘处开裂而导致试验失败的问题。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的在于提供一种复合材料试样粘结拉伸的试验模具，以解决现有技术存在的不足。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种复合材料试样粘结拉伸的试验模具，所述复合材料包括基材和覆层，所述试样的基材和覆层上分别粘接有拉伸圆棒，所述模具包括铰接连接装置，该铰接连接装置包括铰接头，所述铰接头的第一端与拉伸试验机连接，所述铰接头的第二端与所述拉伸圆棒连接。
[0009]上述的模具，所述铰接连接装置为球铰式结构，所述铰接头包括呈球状的球接头、用于包容所述球接头并与所述球接头形成球铰连接的球铰座，该球铰座为所述铰接头的第一端;所述铰接头还包括连接杆，该连接杆与所述球接头连接，该连接杆为所述铰接头的第
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[0010]上述的模具，所述球铰座包括左铰座和右铰座，所述左铰座和右铰座的连接面上分别开有等径的部分球状凹槽，所述左铰座和所述右铰座连接后合在一起的所述球状凹槽与所述球接头形成球铰连接关系。
[0011 ]上述的模具，所述连接杆与所述球接头为一体加工而成或是两件经螺纹或焊接固定连接，所述球接头在所述球铰座内任意平面转动的角度范围是0-180度。
[0012]上述的模具，所述铰接头还包括螺栓组，用于固定所述左铰座和所述右铰座。
[0013]上述的模具，所述铰接头的连接杆在与所述拉伸圆棒连接端开有平行所述连接杆的轴向方向的圆柱孔，用于穿入卡紧所述拉伸圆棒。或者，所述模具还可进一步包括连接套筒，该套筒连接所述铰接连接装置和所述拉伸圆棒，其连接方式为螺纹连接或键连接或涨紧连接或销连接。
[0014]本实用新型提供的复合材料试样粘结拉伸的试验模具，使得复合材料做粘结拉伸试验时，在圆棒与试样的轴线不可能保证绝对的同轴度的情况下，避免试验机在在夹持圆棒时造成圆棒与复合材料的胶粘处开裂而导致试验失败的问题。
【附图说明】
[0015]图1是第一实施例中复合材料试样粘结拉伸的试验模具立面结构示意图；
[0016]图2是图1中的A向视图结构示意图；
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的【具体实施方式】和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。
[0018]复合材料包括基材和覆层，用以作粘结拉伸试样的基材和覆层上分别粘接有拉伸圆棒。本技术方案的目的在于提供一种复合材料试样粘结拉伸的试验模具，该模具包括铰接连接装置，该铰接连接装置包括铰接头，所述铰接头的第一端与拉伸试验机连接，所述铰接头的第二端与所述拉伸圆棒连接。由此，原来与拉伸试验机刚性连接的试样，通过与之连接的铰接装置，在夹持拉伸时，能相对拉伸试验机灵活转动，消除了拉伸试验机夹持在其上后在粘胶面上可能存在的剪切力或扭矩。
[0019]具体实施时，可选用多种铰接结构来实现上述技术方案，比如可沿任意方向转动的万向接头、可沿任意方向转动的关节接头等来实现本技术方案。在此，只举方案较为简单的例子来加以说明。
[0020]第一实施例
[0021]如图1所示，为本实施例提供的模具，所述铰接连接装置I为球铰式结构，所述铰接头11包括呈球状的球接头111、用于包容所述球接头111并与所述球接头111形成球铰连接的球铰座112，该球铰座112为所述铰接头11的第一端;所述铰接头11还包括连接杆114，该连接杆114与所述球接头111连接，该连接杆114为所述铰接头11的第二端。
[0022]上述的模具，所述球铰座112包括左铰座1121和右铰座1122，所述左铰座1121和右铰座1122的连接面上分别开有等径的部分球状凹槽，所述左铰座和所述右铰座连接后合在一起的所述球状凹槽与所述球接头111形成球铰连接关系。铰座的外部形状不需特制，拉伸试验机夹头能夹持即可。在此实施例中左铰座1121和右铰座都制成普通的易加工的长方体形状。球铰座112的俯视图见图2所示。
[0023]上述的模具，所述连接杆114与所述球接头111可以是一体加工而成，也可以是两件，通过螺纹或过盈固定连接，也可通过焊接连接。所述球接头在所述球铰座内任意平面转动的角度范围是0-180度。
[0024]上述的模具，所述铰接头11还包括螺栓组113，用于固定所述左铰座1121和所述右铰座1122。
[0025]上述的模具，可通过连接杆114直接与试样上的拉伸圆棒31连接，连接杆114在与所述拉伸圆棒31连接端开有平行所述连接杆114的轴向方向的圆柱孔，用于穿入卡紧所述拉伸圆棒31。
[0026]或者，所述模具还可进一步包括连接套筒2，该套筒2连接所述铰接连接装置I和所述拉伸圆棒31，其连接方式可以为螺纹连接，如在套筒2两端内壁加工出螺纹，在连接杆114与套筒2连接的一端外部加工出与套筒螺纹相配的外螺纹，同时在拉伸圆棒31与套筒2连接的一端外部也加工出与套筒螺纹相配的外螺纹。
[0027]套筒2与拉伸圆棒31及铰接连接装置I的连接也可以是键连接，即在套筒2连接两端的内壁加工出键槽，在连接杆114和拉伸圆棒31上也加工出键槽并配上键，连接到套筒2上。
[0028]套筒2与拉伸圆棒31及铰接连接装置I的连接也可以是涨紧连接或销连接，即在套筒2和装在其内的连接杆114和拉伸圆棒之间分别再加一个涨紧套，使得套筒2和连接杆114、套筒2和拉伸圆棒在连接处分别固定连接。或使用销连接时，分别在套筒2的连接两端垂直于套筒2轴向的方向穿有销，该销均穿过套筒2并分别延伸至连接杆114和拉伸圆棒31内，连接了套筒2和连接杆114、套筒2和拉伸圆棒31。
[0029]下面具体以铝钢复合材料试样的粘结拉伸试验来说明本实用新型的技术方案。
[0030]本实施例选用的复合材料为电站空冷用铝钢复合材料，其中覆层34为4A60铝合金，基材35为08A1钢。
[0031]首先，对铝钢复合材料进行线切割加工成Φ8mm的圆片试样，并对圆片试样两侧进行砂纸打磨；
[0032]其次，根据一定比例对E-7粘接胶33进行配比，然后分别均匀涂抹在两根拉伸圆棒31和32的待粘接面上，再与铝钢复合材料的圆片试样进行粘接。
[0033]接下来，将粘接好的拉伸试样利用本实用新型的模具与拉伸试验机进行夹持连接。先通过拉伸试验机夹头固定模具的球铰座112。当调整到合适的位置时通过套筒2连接拉伸圆棒31，进而连接了试样。再把试样另一端的拉伸圆棒32与拉伸试验机相连，就可以进行拉伸了。
[0034]本实用新型实施例的复合材料试样粘结拉伸的试验模具，由于夹持力作用在拉伸模具上，避免了在夹持时由于剪切等力的存在而使粘接面开裂;同时由于有球接头的存在，在拉伸过程中可以自动对中，从而保证了拉伸结果的有效性和准确性。
[0035]最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
【主权项】
1.一种复合材料试样粘结拉伸的试验模具，所述复合材料包括基材和覆层，所述试样的基材和覆层上分别粘接有拉伸圆棒，其特征在于，所述模具包括铰接连接装置，该铰接连接装置包括铰接头，所述铰接头的第一端与拉伸试验机连接，所述铰接头的第二端与所述拉伸圆棒连接。2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述铰接连接装置为球铰式结构，所述铰接头包括呈球状的球接头、用于包容所述球接头并与所述球接头形成球铰连接的球铰座，该球铰座为所述铰接头的第一端;所述铰接头还包括连接杆，该连接杆与所述球接头连接，该连接杆为所述铰接头的第二端。3.根据权利要求2所述的模具，其特征在于，所述球铰座包括左铰座和右铰座，所述左铰座和右铰座的连接面上分别开有等径的部分球状凹槽，所述左铰座和所述右铰座连接后合在一起的所述球状凹槽与所述球接头形成球铰连接关系。4.根据权利要求2所述的模具，其特征在于，所述连接杆与所述球接头为一体加工而成或是两件经螺纹或焊接固定连接;所述球接头在所述球铰座内任意平面转动的角度范围是0-180 度。5.根据权利要求3所述的模具，其特征在于，所述铰接头还包括螺栓组，用于固定所述左铰座和所述右铰座。6.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述铰接头的连接杆在与所述拉伸圆棒连接端开有平行所述连接杆的轴向方向的圆柱孔，用于穿入卡紧所述拉伸圆棒。7.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述模具进一步包括连接套筒，该套筒连接所述铰接连接装置和所述拉伸圆棒，其连接方式为螺纹连接或键连接或涨紧连接或销连接。
【文档编号】G01N19/04GK205538622SQ201620051185
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月19日
【发明人】李龙, 伍波, 韩银娜, 周德敬
【申请人】银邦金属复合材料股份有限公司