一种非标准含损伤复合材料板压缩剩余强度性能测试夹具的制作方法

本实用新型涉及用于复合材料板材强度性能的测试夹具，具体地说，涉及一种非标准含损伤复合材料板压缩剩余强度性能测试夹具。

背景技术：

复合材料以其优异的比强度、比刚度的性能在航空航天领域得到了广泛的应用。然而，复合材料的抗冲击能力非常弱，研究表明，复合材料板在受到低速冲击后，其压缩剩余强度将下降40％到60％。这势必会影响复合材料结构件的承载能力。复合材料夹层结构，如蜂窝夹层结构和泡沫夹层结构，具有优异的抗冲击性能。在实际应用过程中，复合材料结构难免会受到各种各样的冲击作用，如冰雹、鸟撞等，需要进一步研究复合材料的冲击后压缩剩余强度性能。

复合材料板的压缩剩余强度性能是评定材料的重要性能之一。现有的测试复合材料板压缩剩余强度的试验方法主要是美国的ASTM D 7137标准。

文献“ASTM D 7137标准”中介绍了一种测试含损伤复合材料板压缩剩余强度性能的夹具。

在测试含损伤复合材料板压缩剩余强度性能的夹具中，其结构是通过侧板，底座滑动块，顶部滑动块和角板将复合材料板夹紧，通过顶板来传递载荷。该夹具的缺点是,ASTM D 7137标准对夹具各个部件的尺寸进行了限制，所以对可接受的试验件尺寸和厚度的范围也进行了严格的限定，标准试件的厚度应为4.0～6.0mm，目标厚度为5.0mm，复合材料板的面内尺寸为100.0mm×150.0mm；而对于试验件尺寸不符合上述标准的情况，该夹具不能完成对复合材料板压缩剩余强度的测试。

技术实现要素：

为了避免现有技术存在的不足，本实用新型提出一种非标准含损伤复合材料板压缩剩余强度性能测试夹具。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:包括顶板、角板、顶部滑块、侧板、底座滑块、底座，其特征在于所述底座为长方体结构,底座上部两侧边有凸出凹槽，凹槽上中间部位有对称的侧向螺孔，底座上表面轴向分布有若干两两对称的螺孔，用于安装底座滑块和角板；

所述角板为L形结构，两角板相对的壁面分别开有对应的槽孔，侧面固定有加强肋板,角板底面上位于加强肋板的两侧加工有长槽孔，两角板分别嵌入在底座凹槽内对称安装；四块侧板分别固定在角板相对的壁面上，并与顶部滑块和底座滑块配合安装，用于装夹试样；

所述顶板位于两角板之间，顶板上靠近两端有对称的通孔，顶板两侧有长方挡板,挡板上有螺孔，顶部滑块位于顶板下面，且与顶板连接；通过试验机压头向下运动作用于顶板，顶板将载荷传递给试样。

有益效果

本实用新型提出的一种非标准含损伤复合材料板压缩剩余强度性能测试夹具，用于测试碳纤维蒙皮纸蜂窝夹层复合材料板的冲击后压缩剩余强度性能,其包括顶板、角板、顶部滑块、侧板、底座滑块、底座；夹具安装在试验机上；底座为其它各部件提供支撑，底座上两侧边有凸出凹槽,两角板分别嵌入在底座凹槽内对称安装；两底座滑块位于底座上沿底座轴向对称安装。四块侧板分别固定在角板相对的壁面上，并与顶部滑块和底座滑块配合安装，用于装夹试样；顶部滑块位于顶板下面,且与顶板连接；通过试验机压头向下运动作用于顶板，顶板将载荷传递给试样。

本实用新型非标准含损伤复合材料板压缩剩余强度性能测试夹具，各部件的装配采用螺钉紧固件，结构简单，组装、拆卸方便，用于试样安装测试操作便捷；适用性强，且提高了使用效率。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型一种非标准含损伤复合材料板压缩剩余强度性能测试夹具作进一步详细说明。

图1为非标准含损伤复合材料板压缩剩余强度性能测试夹具示意图。

图2为本实用新型测试夹具的顶板结构示意图。

图3为本实用新型测试夹具的顶部滑块结构示意图。

图4为本实用新型测试夹具的底座结构示意图。

图5为本实用新型测试夹具的角板结构示意图。

图6为本实用新型测试夹具的底座滑块结构示意图。

图7为本实用新型测试夹具的侧板结构示意图。

图中

1.顶板 2.角板 3.顶部滑块 4.侧板 5.底座滑块 6.底座 7.侧向螺孔

具体实施方式

本实施例是一种非标准含损伤复合材料板压缩剩余强度性能测试夹具，夹具安装在试验机上，用于测试碳纤维蒙皮纸蜂窝夹层复合材料板的冲击后压缩剩余强度性能。

参阅图1～图7,本实施例非标准含损伤复合材料板压缩剩余强度性能测试夹具，由底座6，两块底座滑块5，两个角板2，四块侧板4，顶板1和两块顶部滑块3组成。底座6为其它各部件提供支撑；底座为长方体结构,上表面两侧边有凸出凹槽,凹槽侧边中间部位有对称的侧向螺孔7,底座上轴向分布有若干两两对称的螺孔，用于安装底座滑块5和角板2。角板2为L形结构,两角板2相对的壁面分别开有对应的槽孔,侧面有加强肋板,角板2底面位于加强肋板的两侧加工有长槽孔,两角板2分别嵌入在底座6凹槽内对称安装；四块侧板4分别固定在角板2相对的壁面上，并与底座滑块5配合安装，用于装夹试样。两底座滑块5位于底座6上，且沿底座6轴向对称安装。顶板1两侧有长方挡板,长方挡板上加工有螺孔；顶板1上靠近两端有对称的通孔，顶部滑块3位于顶板1下面,顶部滑块3与顶板1通过螺栓连接；通过试验机压头向下运动作用于顶板，顶板1将载荷传递给试样。

本实施例中，两个角板2安装在底座6的凹槽内，两角板之间距离为100mm。底座6的凹槽长为350mm，宽度为75mm；角板的长度为125mm，宽度为75mm。两块底座滑块5分别安装在两角板之间。底座滑块5的宽度为28mm。

将四块侧板4分别通过螺栓固定在两个角板2的内侧面上，并与底座滑块5配合安装；将试样放置在两角板2之间，试样长度方向的两侧面与两个角板2的内侧面接触。试样夹在两底座滑块5之间；试样放置后，将两底座滑块5夹紧试样，并使试样居中；然后,在底座凹槽外侧边中间部位的侧向螺孔7放入螺栓,通过螺栓将底座滑块5进行紧固，防止底座滑块5在加载过程中滑移。

顶板1安装在两角板2之间，顶部滑块3位于试样的两侧上部，将顶部滑块3紧靠试样，顶板1和顶部滑块3通过螺栓紧固。在顶板1两侧的长方挡板的螺孔处放入螺栓并拧紧，防止顶部滑块在加载过程中移动。

本实施例中，顶部滑块3和底座滑块5的厚度均为8mm，侧板4高度为85mm，试样的高度为110mm，则顶部滑块3距离侧板4的距离为9mm，作为试样在压缩剩余强度测量过程中的位移阈值。

将夹具安装到试验机上进行试验。试验机压头作用于顶板的上表面，通过顶板将载荷传递给试样，通过顶部滑块、侧板和底座滑动块对试样的约束，保证试样剩余压缩强度性能测试的准确性。