一种试件结合强度测试用的夹具

本申请涉及结合强度测试技术领域，特别涉及一种试件结合强度测试用的夹具。

背景技术：

3d打印的材料是通过逐层打印堆积而成的，层与层之间是3d打印产品的薄弱层，层间粘结强度是影响3d打印产品整体强度的关键。对3d打印材料进行层间粘结强度试验，需要用到专门夹具。目前测试3d打印材料层间粘结强度的夹具有诸多缺点：不便于更换；夹具与试件接触的位置易先于薄弱层破坏；无法根据试件大小调整夹具宽度；拉拔过程中无法实现无偏心单轴受拉，导致结果存在误差。为了保证在测试过程中试件的薄弱结合层优先被破坏，以提高测量结果的准确性，可以通过胶结或其他无法拆卸的方式加强夹具和试件之间的连接强度。但是这样导致夹具拆卸十分困难，导致夹具无法重复使用，从而影响到下一轮测试作业的正常进行。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种试件结合强度测试用的夹具，在保证在测试过程中待测试件的薄弱结合层可以优先被破坏的前提下，有效地解决了现有技术中存在无法保证夹具可以重复使用的技术问题。

为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：

一种试件结合强度测试用的夹具，包括两个夹持组件，两个所述夹持组件分别夹持待测试件的两端；

各个所述夹持组件均包括拉动件、基板、替换板、侧向夹板、调节螺栓和固定螺栓；

所述基板与所述拉动件连接，所述基板通过固定螺栓与替换板连接，所述替换板通过粘合剂与待测试件连接；

所述侧向夹板为两个，两个所述侧向夹板之间形成待测试件的夹持空间；

两个所述侧向夹板分别通过所述调节螺栓活动设置在所述替换板的两侧，使得两个所述侧向夹板作相对运动或背离运动。

优选地，在上述的夹具中，所述替换板的两侧均设有与所述调节螺栓相匹配的活动孔或活动口。

优选地，在上述的夹具中，所述基板的两侧均设有与所述调节螺栓相对应的缺口。

优选地，在上述的夹具中，所述基板通过连接杆与拉动件连接；

所述连接杆的第一端与所述基板的第一面连接，所述连接杆的第二端与所述拉动件转动连接。

优选地，在上述的夹具中，所述拉动件包括u型座；

所述u型座包括连接板和两个侧板，两个所述侧板分别设置在连接板的第一面的两侧；

所述连接杆的第二端设有轴承，所述连接杆通过第一螺栓穿过两个侧板和所述轴承与所述u型座转动连接。

优选地，在上述的夹具中，所述轴承具体为关节轴承。

优选地，在上述的夹具中，所述拉动件还包括拉柄，所述拉柄与所述连接板的第二面连接。

优选地，在上述的夹具中，所述拉柄的外周设有防滑纹。

优选地，在上述的夹具中，两个所述侧向夹板平行设置，且两个所述侧向夹板均与所述替换板垂直连接。

优选地，在上述的夹具中，各个所述侧向夹板的夹持面均设有锯齿纹路。

本申请在测试时，先通过粘合剂将待测试件沿高度方向的两端和替换板连接固定，然后移动各个侧向夹板贴住待测试件的侧面并通过调节螺栓固定好侧向夹板，使得待测试件沿高度方向的两端均被两个侧向夹板夹持住，接着通过固定螺栓对基板和替换板进行连接固定，最后在测试强度时，通过万用试验机与拉动件连接可以对待测试件进行沿高度方向的单向拉拔测试，待待测试件的中间结合面断裂，即可测得待测试件的界面结合强度。测试完毕后，可以松开固定螺栓和调节螺栓，拆掉旧的替换板和待测试件，然后换上新的替换板和待测试件，即可进行新一轮的结合强度测试作业。与现有技术相比，本申请的有益效果是：

(1)本申请不仅通过粘合剂将待测试件与替换板连接，同时还通过侧向夹板夹持住待测试件，从而实现对待测试件两端的双层夹持固定，有效地提高待测试件两端和夹持组件的连接强度，可以保证在测试过程中待测试件的薄弱结合层优先被破坏，避免夹持组件与待测试件接触的位置先于薄弱层破坏的情况发生，具有操作简单和测试结果准确的优点；而且替换板通过固定螺栓与基板连接固定，在测试完毕后，只需通过松开固定螺栓可以快速更换新的替换板，其他部件无需更换、可重复使用，然后将新的待测试件固定好到夹持组件上，即可进行新一轮的试验作业，在保证在测试过程中待测试件的薄弱结合层可以优先被破坏的前提下，有效地解决了现有技术中存在无法保证夹具可以重复使用的技术问题；

(2)通过调节螺栓可以调节两个侧向夹板之间的夹持距离，可以满足对不同形状的待测试件进行夹持，实现在同一个装置上对不同形状的待测试件进行结合强度的测试，具有适用面广的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种试件结合强度的测试装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种试件结合强度的测试装置的剖视图；

图3为本申请实施例提供的一种试件结合强度的测试装置的连接杆的连接关系示意图。

图中：

1为拉动件、11为拉柄、12为u型座、121为连接板、122为侧板、2为第一螺栓、3为基板、31为连接杆、32为轴承、33为缺口、4为待测试件、5为侧向夹板、6为调节螺栓、7为替换板、8为固定螺栓。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

3d打印的材料是通过逐层打印堆积而成的，层与层之间是3d打印产品的薄弱层，层间粘结强度是影响3d打印产品整体强度的关键。对3d打印材料进行层间粘结强度试验，需要用到专门夹具。目前测试3d打印材料层间粘结强度的夹具有诸多缺点：不便于更换；夹具与试件接触的位置易先于薄弱层破坏；无法根据试件大小调整夹具宽度；拉拔过程中无法实现无偏心单轴受拉，导致结果存在误差。为了保证在测试过程中试件的薄弱结合层优先被破坏，以提高测量结果的准确性，可以通过胶结或其他无法拆卸的方式加强夹具和试件之间的连接强度。但是这样导致夹具拆卸十分困难，导致夹具无法重复使用，从而影响到下一轮测试作业的正常进行。本实施例提供了一种试件结合强度测试用的夹具，在保证在测试过程中待测试件的薄弱结合层可以优先被破坏的前提下，有效地解决了现有技术中存在无法保证夹具可以重复使用的技术问题。

请参阅图1-图3，本申请实施例提供了一种试件结合强度测试用的夹具，包括两个夹持组件，两个夹持组件分别夹持待测试件4的两端；各个夹持组件均包括拉动件1、基板3、替换板7、侧向夹板5、调节螺栓6和固定螺栓8；基板3的第一面与拉动件1连接，基板3通过固定螺栓8与替换板7连接，替换板7的第二面通过粘合剂与待测试件4连接；侧向夹板5为两个，两个侧向夹板5之间形成待测试件4的夹持空间；两个侧向夹板5分别通过调节螺栓6活动设置在替换板7的两侧，使得两个侧向夹板5作相对运动或背离运动。

更具体地说，待测试件4可以由多层材料堆积结合成型，也可以由多层材料粘合而成，还可以由多层材料复合而成，本实施例主要用于测试多层材料之间的结合强度、粘合强度、复合强度或者其他固定方式的连接强度，本实施例不再一一赘述。固定螺栓8为四个，四个固定螺栓8分别位于基板3的四角处，且固定螺栓8固定连接基板3和替换板7时，需要保证基板3的第二面和替换板7的第一面接触贴紧。拉动件1可以充当夹持组件与万用试验机的连接部位，每个拉动件1分别通过一个万用试验机连接，且万用试验机对拉动件1的作用力方向位于同一直线上，有利于实现了对待测试件4的单向轴向拉拔，进而有效减少了后续拉拔测试的试验结果的误差。两个夹持组件对称设置在待测试件4的两端；替换板7也可以通过其他不可拆卸方式与待测工件固定连接，但是本实施例优选采用粘接的固定方式，采用粘接的固定方式具有操作简单、固定快速的优点，有利于减少试验的前期准备时间。

本实施例在测试时，先通过粘合剂将待测试件4沿高度方向的两端和替换板7连接固定，然后移动各个侧向夹板5贴住待测试件4的侧面并通过调节螺栓6固定好侧向夹板5，使得待测试件4沿高度方向的两端均被两个侧向夹板5夹持住，接着通过固定螺栓8对基板3和替换板7进行连接固定，最后在测试强度时，通过万用试验机与拉动件1连接可以对待测试件4进行沿高度方向的单向拉拔测试，待待测试件4的中间结合面断裂，即可测得待测试件4的界面结合强度。测试完毕后，可以松开固定螺栓8和调节螺栓6，拆掉旧的替换板7和待测试件4，然后换上新的替换板7和待测试件4，即可进行新一轮的结合强度测试作业。

本申请的有益效果是：

(1)本申实施例不仅通过粘合剂将待测试件4与替换板7连接，同时还通过侧向夹板5夹持住待测试件4，从而实现对待测试件4两端的双层夹持固定，有效地提高待测试件4两端和夹持组件的连接强度，可以保证在测试过程中待测试件4的薄弱结合层优先被破坏，避免夹持组件与待测试件4接触的位置先于薄弱层破坏的情况发生，具有操作简单和测试结果准确的优点；而且替换板7通过固定螺栓8与基板3连接固定，在测试完毕后，只需通过松开固定螺栓8可以快速更换新的替换板7，其他部件无需更换、可重复使用，然后将新的待测试件4固定好到夹持组件上，即可进行新一轮的试验作业，在保证在测试过程中待测试件4的薄弱结合层可以优先被破坏的前提下，有效地解决了现有技术中存在无法保证夹具可以重复使用的技术问题；

(2)通过调节螺栓6可以调节两个侧向夹板5之间的夹持距离，可以满足对不同形状的待测试件4进行夹持，实现在同一个装置上对不同形状的待测试件4进行结合强度的测试，具有适用面广的优点。

进一步地，在本实施例中，替换板7的两侧均设有与调节螺栓6相匹配的活动工位。活动工位可以为活动孔，活动孔的长度方向与两个侧向夹板5的夹持方向平行，侧向夹板5移动到夹持待测工件的位置上，调节螺栓6穿过活动孔固定好侧向夹板5，且侧向夹板5的顶部或底部接触抵接于替换板7的第二面，完成对待测工件的夹持固定；请参阅图1，活动工位也可以为活动口，活动口的开口方向与两个侧向夹板5的夹持方向平行，侧向夹板5移动到夹持待测工件的位置上，调节螺栓6穿过活动口固定好侧向夹板5，且侧向夹板5的顶部或底部接触抵接于替换板7的第二面，完成对待测工件的夹持固定。

更具体地说，侧向夹板5的顶部或底部设有与调节螺栓6相匹配的螺纹孔，调节螺栓6的螺栓头位于替换板7的上方，且调节螺栓6的螺栓头与替换板7的顶部接触抵接，以便侧向夹板5通过调节螺栓6连接固定在替换板7上；调节螺栓6的螺栓头和替换板7之间可以设有垫片，可以有效地增加调节螺栓6和替换板7之间的接触面积，保证替换板7和调节螺栓6之间的连接稳定性；活动孔的宽度或活动口的宽度略大于调节螺栓6的直径，使得紧固后的调节螺栓6无法在活动孔或活动口内自由移动，有利于保证替换板7和调节螺栓6之间的连接稳定性。

进一步地，在本实施例中，请参阅图3，基板3的两侧均设有与调节螺栓6相对应的缺口33。缺口33的设置可以空出调节螺母沿高度方向上下移动的空间，避免基板3阻挡到调节螺母进行正常调节活动，保证可以通过旋转调节螺母将侧向夹板5固定在替换板7，以便两侧的侧向夹板5可以共同为中间待测试件4提供良好的夹持力。

进一步地，在本实施例中，基板3通过连接杆31与拉动件1连接；连接杆31的第一端与基板3的第一面连接，连接杆31的第二端与拉动件1转动连接。通过在基板3和拉动件1之间增加连接杆31，可以有效地延长夹持组件的总体长度，方便拉动件1与万用试验机连接；而且连接杆31和拉动件1转动连接，也就是拉动件1可以绕着连接杆31的第二端转向，使得拉动件1可以转动到其他方位与万用试验机连接，不一定要需要连接杆31、拉动件1和万用试验机保持直线才能连接，从而降低了拉动件1和万用试验机之间的连接难度。

进一步地，在本实施例中，拉动件1包括u型座12；u型座12包括连接板121和两个侧板122，两个侧板122分别设置在连接板121的第一面的两侧；连接杆31的第二端设有轴承32，连接杆31通过第一螺栓2穿过两个侧板122和轴承32与u型座12转动连接。通过轴承32和u型座12的设置不仅可以保证连接杆31和拉动杆之间为转动连接，而且还可以有效提高连接杆31和拉动杆连接的稳定性，保证拉扯测试作业可以正常进行。

进一步地，在本实施例中，轴承32具体为自润滑球形关节轴承。关节轴承的结构主要是由一个有外球面的内圈和一个有内球面的外圈组成。关节轴承一般用于速度较低的摆动运动(即角运动)，由于滑动表面为球面形，亦可在一定角度范围内作倾斜运动(即调心运动)，在支承轴与轴壳孔不同心度较大时，仍能正常工作。关节轴承具有载荷能力大、抗冲击、抗腐蚀、耐磨损、自调心和润滑好的优点，有利于保证拉扯测试中拉动件1和基板3之间可以稳定连接，可以防止拉动件1和基板3的连接处发生断裂的情况发生，保证拉扯测试作业可以正常进行。

进一步地，在本实施例中，拉动件1还包括拉柄11，拉柄11与连接板121的第二面连接。通过拉柄11的设置可以提供一个拉动件1与万用试验机的固定部件，通过万用试验机的夹钳与拉柄11固定连接，以便万用试验机为夹持组件提供稳定的单向拉力，保证拉扯测试作业可以正常进行。

进一步地，在本实施例中，拉柄11的外周设有防滑纹。通过防滑纹的设置一方面可以有效地增加拉柄11和万用试验机的夹钳之间的摩擦力，另一方面凹陷的纹路槽和凸起的夹钳边缘可以相互嵌入，有效地保证拉柄11和万用试验机的夹钳之间的连接稳定性，保证拉扯测试作业可以正常进行。当然，也可以在拉柄11表面做适当的粗糙处理，便于万用试验机夹握拉柄11。

进一步地，在本实施例中，两个侧向夹板5平行设置，且两个侧向夹板5均与替换板7垂直连接。采用的待测试件4的侧壁通常为平整光滑面，通过平行设置的两个侧向夹板5可以有效地增加与待测试件4的侧壁的贴合面积，保证两个侧向夹板5对待测试件4的夹持效果，避免待测试件4与替换板7的粘结处被破坏，有利于提高夹持组件和待测试件4之间的连接强度。

进一步地，在本实施例中，各个侧向夹板5的夹持面均设有锯齿纹路。通过锯齿纹路的设置可以有效增加侧向夹板5和待测试件4的摩擦力，有利于阻止侧向夹板5和待测试件4之间发生相对滑动，从而提高夹持组件和待测试件4之间的连接强度，避免待测试件4与替换板7的粘结处被破坏，保证拉扯测试作业可以正常进行。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。