一种无机玻璃面内剪切强度的测试装置与方法与流程

本申请属于强度测试，尤其涉及一种无机玻璃面内剪切强度的测试装置与方法。

背景技术：

1、在强度测试领域，业界通常采用拉伸、压缩、冲击和纯弯曲四种试验方法，测试及表征无机玻璃的力学性能。

2、实际使用时，无机玻璃在一些工况下，可能受到面内剪切力作用，产生变形乃至破坏，因此有必要为其开发一套测试面内剪切强度的试验方法与装置。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，第一方面，本申请提供了一种无机玻璃面内剪切强度的测试装置，所述测试装置包括：

2、夹持部，用于夹持无机玻璃试件，所述夹持部能够构成对所述无机玻璃试件的边界约束；

3、叉耳加载块，对称设置在所述夹持部的连接处，所述叉耳加载块能够与电子万能试验机或液压试验机的夹头连接，并通过所述夹持部对所述无机玻璃试件施加对角拉伸载荷。

4、优选地，所述夹持部包括第一夹持件、第二夹持件、第三夹持件和第四夹持件；

5、其中，所述第一夹持件、第二夹持件、第三夹持件和第四夹持件通过销轴依次首尾相连；

6、所述叉耳加载块包括：

7、第一叉耳加载块，设置在所述第一夹持件和所述第四夹持件连接处的销轴上；

8、第二叉耳加载块，设置在所述第二夹持件和所述第三夹持件连接处的销轴上。

9、优选地，所述第一夹持件、第二夹持件、第三夹持件和第四夹持件相同。

10、优选地，所述第一夹持件包括：

11、第一边框夹具：

12、第二边框夹具，与所述第一边框夹具通过所述销轴连接，从而实现对所述无机玻璃试件的夹持；其中，所述第一边框夹具与所述第二边框夹具相同。

13、优选地，所述第一边框夹具与所述第二边框夹具之间设置有第一间隙，所述第一间隙能够容纳所述无机玻璃试件，所述无机玻璃试件分别与所述第一边框夹具和所述第二边框夹具之间采用常温结构胶粘接。

14、优选地，所述第一边框夹具包括：

15、边框条，具有预设宽度和预设长度；

16、哑铃头，设置在所述边框条的两端；所述哑铃头的厚度为所述边框条厚度的一半；

17、优选地，所述预设长度是根据所述无机玻璃试件的厚度、剪切屈曲系数、弹性模量、泊松比、无机玻璃试件的理论剪切强度确定的；

18、所述预设宽度是根据无机玻璃试件的厚度、常温结构胶的剪切强度、无机玻璃试件的理论剪切强度确定的。

19、优选地，所述第一叉耳加载块与所述第二叉耳加载块相同。

20、优选地，所述第一叉耳加载块包括：

21、叉耳，具有连接孔，

22、夹持杆，与所述叉耳连接，所述叉耳的内表面与所述哑铃头的表面之间设置有第二间隙。

23、第二方面，本申请还提供了一种无机玻璃面内剪切强度的测试方法，所述测试方法应用于如前所述的测试装置，所述测试方法包括：

24、步骤1、将测试装置安装到试验机的夹头上，微调试验机夹头的上下位移，使测试装置接近不受力的状态；

25、步骤2、对边框夹具的前后位置进行目视调整对中，然后对试验机的初始载荷和位移清零；

26、步骤3、选择0.1mm/min的位移加载速率，对无机玻璃试件进行对角拉伸加载，直至试验件破坏后，停止加载；

27、步骤4、保存加载过程中的试验机夹头位移和载荷数据，确定破坏载荷数值，按公式处理得到无机玻璃试件的名义剪切强度；

28、步骤5、记录无机玻璃试件的测试环境温度、加载速率、断口形貌和破坏模式，对破坏载荷异常偏低、破坏模式异常的试验件编号和相关情况做详细记录。

29、本发明的有益技术效果：

30、1、试验装置提供了四边简支约束，传力路线清晰，能够使玻璃试件均匀受剪，达到近似纯剪切的受力状态；

31、2、该试验装置的适应性强，经简单评估调整参数后，可用于不同厚度玻璃试件的剪切强度测试；

32、3、玻璃试件的加工制作简易，在正方形平板的自由边切割即可，不会带来加工应力；

33、4、试验夹具的形式简单，便于加工，零件种类仅为3种，其中两种(叉耳加载块和销轴)可重复利用；

34、5、边框夹具由8个相同的简单零件组装而成，便于批量生产，提高制造效率。

技术特征：

1.一种无机玻璃面内剪切强度的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括：

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述夹持部包括第一夹持件、第二夹持件、第三夹持件和第四夹持件；

3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述第一夹持件、第二夹持件、第三夹持件和第四夹持件相同。

4.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述第一夹持件包括：

5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述第一边框夹具与所述第二边框夹具之间设置有第一间隙，所述第一间隙能够容纳所述无机玻璃试件，所述无机玻璃试件分别与所述第一边框夹具和所述第二边框夹具之间采用常温结构胶粘接。

6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述第一边框夹具包括：

7.根据权利要求6所述的测试装置，其特征在于，所述预设长度是根据所述无机玻璃试件的厚度、剪切屈曲系数、弹性模量、泊松比、无机玻璃试件的理论剪切强度确定的；

8.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述第一叉耳加载块与所述第二叉耳加载块相同。

9.根据权利要求8所述的测试装置，其特征在于，所述第一叉耳加载块包括：

10.一种无机玻璃面内剪切强度的测试方法，其特征在于，所述测试方法应用于如权利要求1-9任一项所述的测试装置，所述测试方法包括：

技术总结
本申请提供了一种无机玻璃面内剪切强度的测试装置，所述测试装置包括：夹持部，用于夹持无机玻璃试件，所述夹持部能够构成对所述无机玻璃试件的边界约束；叉耳加载块，对称设置在所述夹持部的连接处，所述叉耳加载块能够与电子万能试验机或液压试验机的夹头连接，并通过所述夹持部对所述无机玻璃试件施加对角拉伸载荷；同时，本申请还提供了一种无机玻璃面内剪切强度的测试方法；本申请适用于不同厚度无机玻璃的剪切强度测试。

技术研发人员：李俊,何东升,郑国朋,席佳胜,李成行
受保护的技术使用者：中国直升机设计研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21