一种制备剪切试样的一体化自动装置及方法与流程

本发明属于复合材料强度测试领域，具体涉及一种制备剪切试样的一体化自动装置及方法。

背景技术：

1、剪切强度是判断胶黏剂粘接强度是否合格的一项重要指标，制备的试样需要加压固化，通常制备和固化是分步完成，即将试样放置在特定的夹具上制备，再将夹具放入烘箱，在夹具上放置重物，最后按要求设置烘箱参数完成固化。目前这种方法使用的夹具会使试样叠加部分(如图1阴影部分)的基材试片发生偏移造成叠加部分胶粘剂固化面积变小；对固化试样施加外力仅能定性的控制胶粘剂固化压强，对于通过添加重物获得外力的方法也仅适用于固化压力较小的胶粘剂，如果压力太大，搬取重物会很吃力；胶粘剂剪切试样在固化过程中的单位粘接面所能承受力不可控。

技术实现思路

1、发明目的：提供一种制备剪切试样的一体化自动装置及方法。

2、技术方案：

3、一种制备剪切试样的一体化自动装置，所述剪切试样13包括第一基材试片和第二基材试片，其中第一基材试片和第二基材试片部分交叠并通过固化胶粘剂粘接，所述一体化自动装置包括：连接轴2、装有传送带的机械臂3、横梁4、保温炉体5、内孔冲头6、上下可伸缩挡板7、可调换压力头10、柜体11、支腿12、剪切试样13，

4、其中，柜体11下方设置有多个支腿12，柜体11上方固定有保温炉体5，柜体11上方固定有两个装有传送带的机械臂3，两个压力和温度传感器1分别位于保温炉体5两侧，横梁4两端分别于两个装有传送带的机械臂3连接，横梁4位于保温炉体5上方，保温炉体5底面设置有两组平行的上下可伸缩挡板7，上下可伸缩挡板7之间用于放置剪切试样13，横梁4通过连接轴2与内孔冲头6连接，内孔冲头6夹持加载块通过可调换压力头10对剪切试样13施加剪切力。

5、进一步地，还包括压力传感器1和数显压力表9，其中，压力传感器1设置在连接轴2上，压力传感器1与数显压力表9电连接。

6、进一步地，每组上下可伸缩挡板7的其中一个的下方与柜体11上表面通过滑动机构连接。

7、进一步地，上下可伸缩挡板7外侧面设置有推拉把手8。

8、进一步地，还包括：热电偶14、数显式温度控制表15，其中，热电偶14设置在保温炉体5内，热电偶14与数显式温度控制表15电连接。

9、进一步地，可调换压力头10的尺寸与第一基材试片和第二基材试片的交叠区域尺寸相同。

10、一种制备剪切试样的方法，所述方法借助上述的制备剪切试样的一体化自动装置执行，所述方法包括：

11、步骤1：根据剪切试样13的总高度确定上下可伸缩挡板7的高度，将各组上下可伸缩挡板7之间的距离调整至最大；

12、步骤2：放置剪切试样13后，将各组上下可伸缩挡板7之间的距离调整至与剪切试样13四周接触；

13、步骤3：在剪切试样13上方放置可调换压力头10，两个装有传送带的机械臂3带动横梁4向下运动，内孔冲头6夹持加载块通过可调换压力头10对剪切试样13施加剪切力；

14、步骤4：完成制备剪切试样后，根据固化工艺调节加载试样的温度和温度，完成剪切试样13的固化。

15、进一步地，步骤4，具体包括：通过数显压力表9和数显式温度控制表15，调节剪切试样13的温度和压力，完成剪切试样13的固化。

16、本发明的有益效果是：

17、本发明实现了胶粘剂剪切试样制备规范的要求，满足了固化工艺要求的同时简化操作步骤，增加了固化过程受力监控，实现了通过试验测试胶粘剂剪切强度的目的。

技术特征：

1.一种制备剪切试样的一体化自动装置，其特征在于，所述剪切试样(13)包括第一基材试片和第二基材试片，其中第一基材试片和第二基材试片部分交叠并通过固化胶粘剂粘接，所述一体化自动装置包括：连接轴(2)、装有传送带的机械臂(3)、横梁(4)、保温炉体(5)、内孔冲头(6)、上下可伸缩挡板(7)、可调换压力头(10)、柜体(11)、支腿(12)、剪切试样(13)，

2.根据权利要求1所述的制备剪切试样的一体化自动装置，其特征在于，还包括压力传感器(1)和数显压力表(9)，其中，压力传感器(1)设置在连接轴(2)上，压力传感器(1)与数显压力表(9)电连接。

3.根据权利要求1所述的制备剪切试样的一体化自动装置，其特征在于，每组上下可伸缩挡板(7)的其中一个的下方与柜体(11)上表面通过滑动机构连接。

4.根据权利要求3所述的制备剪切试样的一体化自动装置，其特征在于，上下可伸缩挡板(7)外侧面设置有推拉把手(8)。

5.根据权利要求1所述的制备剪切试样的一体化自动装置，其特征在于，还包括：热电偶(14)、数显式温度控制表(15)，其中，热电偶(14)设置在保温炉体(5)内，热电偶(14)与数显式温度控制表(15)电连接。

6.根据权利要求1所述的制备剪切试样的一体化自动装置，其特征在于，可调换压力头(10)的尺寸与第一基材试片和第二基材试片的交叠区域尺寸相同。

7.一种制备剪切试样的方法，其特征在于，所述方法借助权利要求1-6中任一项所述的制备剪切试样的一体化自动装置执行，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤4，具体包括：通过数显压力表(9)和数显式温度控制表(15)，调节剪切试样(13)的温度和压力，完成剪切试样(13)的固化。

技术总结
本发明属于复合材料强度测试领域，具体涉及一种制备剪切试样的一体化自动装置及方法。装置包括连接轴(2)、装有传送带的机械臂(3)、横梁(4)、保温炉体(5)、内孔冲头(6)、上下可伸缩挡板(7)、可调换压力头(10)、柜体(11)、支腿(12)、剪切试样(13)。

技术研发人员：丁颖颖,钱恒奎,孟超,王继刚
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司济南特种结构研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19