一种t型撕裂试验模具及试验方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及复合材料撕裂试验，尤其涉及一种复合材料T型撕裂试验模具及试验方法。
【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，常规的定量检测界面结合强度的方法有拉剪、压剪等，定性的方法有弯曲法。如多层金属复合材料各层厚度较薄(一般<0.5-lmm)时，通常使用撕裂的方式检测界面结合的好坏，一般使用一字型撕裂如图1、丄字形如图2和T字型如图3所示。
[0005]撕裂的3种方式中，一字型和丄字型撕裂适用于一层金属强度较低，易发生变形，而另一层金属强度较高，难发生变形的情况;T字型撕裂适用于两层金属强度均较低、易发生变形的金属复合材料。
[0006]目前进行T字型撕裂试验时，复合材料未撕裂部分为自由端，撕裂的部分在撕裂试验前就被分成处于同轴但相反拉伸方向的两端，且该部分与未撕裂部分相垂直。撕裂试验时被分开的两端夹持固定于撕裂拉伸试验机的两端夹头上，其中一端夹头固定，另一端夹头加载拉伸，直至把该试验的T型复合材料未撕裂的部分都分层撕裂，测得的最大力即为要测量的撕裂力。
[0007]但在实际撕裂过程中，未撕裂部分会发生翘曲，且翘曲程度随撕裂过程不断变化，检测结果极其不准确。这是由于不同种金属之间存在强度的差异，使得在T字型撕裂过程中，各层金属变形不一致，会导致本处于与撕裂拉伸方向垂直的未撕裂部分发生翘曲。
[0008]由于复合材料不同金属的强度及变形能力不同、各层金属撕裂时位置的摆放不同(主要指强度较高的金属处于上方还是强度较低的金属处于上方，因为处于水平的未撕裂部分会向强度较低的金属方向发生翘曲，如图4所示)等因素的存在，使得每次试验的条件都不同。且即使同一试验条件下，随着撕裂的进行，未撕裂部分的翘曲程度逐渐加大，即整个撕裂过程中未撕裂部分的翘曲程度都在时刻改变，这些都将导致测量结果存在偏差，结果不准确，且每次试验难以相互比较。
[0009]因此有必要设计一种T型撕裂试验模具及试验方法，使得复合材料做T型撕裂试验时，使得T型试样始终处于拉伸试验机夹头的中间位置，能够防止未撕裂部分发生翘曲，且在撕裂过程中一直保持与撕裂拉伸的方向相垂直的状态，以使得撕裂拉伸均匀，以便保证试验检测结果准确稳定，试验具有强的可比性。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于提供一种T型撕裂试验模具及试验方法，以使得复合材料做T型撕裂试验时，使得T型试样始终处于拉伸试验机夹头的中间位置，能够防止未撕裂部分发生翘曲，且在撕裂过程中一直保持与撕裂拉伸的方向相垂直的状态。
[0011 ]为了实现上述目的，本发明提供了一种T型撕裂试验模具，所述模具包括:
[0012]固定导向部分，具有放置被测T型试样未被撕裂部分的间隙，用于导直T型试样未被撕裂部分；
[0013]弹性伸缩部分，对称的两部分布置于所述固定导向部分间隙的两侧，并分别与所述间隙的两侧相连，该对称的两部分都可作弹性伸缩变形。
[0014]其中一部分在撕裂时连接撕裂拉伸试验机的一端夹头，另一部分在撕裂时连接撕裂拉伸试验机的另一端夹头。该弹性伸缩部分用于在撕裂时带动被测T型试样向拉伸的方向移动，并保持被测T型试样在撕裂试验过程也始终位于试验机两夹头的中间位置。
[0015]进一步地，上述的模具中所述固定导向部分包括:
[0016]导直滚轮组件，包括两排对称布置的导直滚轮，该两排滚轮滚面之间的距离限定出了所述的间隙；
[0017]固定连接板，对称的两块板分别布置于所述两排导直滚轮的两侧;所述两块板底部分别设有用于转动支撑所述两排导直滚轮的突出部分，所述两块板顶部分别连接所述弹性伸缩部分对称的一部分。
[0018]进一步地，所述两排滚轮每排各有三个滚轮，间隔布置。
[0019]上述的模具，所述固定导向部分还包括连接螺栓组，用于可调间距地连接所述固定连接板对称的两块板。
[0020]上述的模具，所述导直滚轮组件还包括轴承，转动固定于所述固定连接板上的突出部分;所述滚轮轴颈穿过所述轴承并可随所述轴承转动。
[0021]上述的模具，所述固定连接板上开有通孔，用于穿过被测T型试样撕裂的两部分。
[0022]上述的模具，所述弹性伸缩部分包括:
[0023]弹簧和顶板，其中所述弹簧的一端与所述顶板固定连接，另一端与所述固定连接板固定连接。
[0024]所述顶板对称的两部分在撕裂拉伸试验时与拉伸试验机的各个夹头连接。
[0025]进一步地，所述弹簧为液压弹簧或普通弹簧。
[0026]上述的模具，所述两部分的弹性伸缩部分每部分的弹簧数量为2个，间隔设置。
[0027]本发明的技术方案提供的按照上述模具进行试验的方法，包括以下步骤:
[0028]S1:准备被测T型试样，并在该试样的一端分层出垂直于未撕裂部分的位于同一平面的两部分；
[0029]S2:将所述T型试样未撕裂部分调整放置于所述模具的固定导向部分的间隙中；
[0030]S3:将所述T型试样分出的两部分分别穿过所述固定连接板上的孔并与拉伸试验机的两拉伸夹头连接；
[0031]S4:将所述弹性伸缩部分对称的两部分分别与拉伸试验机的两个夹头连接；
[0032]S5:利用拉伸试验机进行撕裂拉伸试验。
[0033]本发明提供的T型撕裂试验模具及试验方法，以使得复合材料做T型撕裂试验时，随着撕裂试验的进行始终能使被测T型试样处于拉伸试验机夹头的中间位置，能够防止未撕裂部分发生翘曲，且在撕裂过程中一直保持与撕裂拉伸的方向相垂直的状态。该种试验模具及试验方法保证了试验的稳定与准确，使得试验结果可靠，各次试验的可比性强。
【附图说明】
[0034]图1是常规撕裂试验的一字型撕裂方式示意图；
[0035]图2是常规撕裂试验的丄字型撕裂方式示意图；
[0036]图3是常规撕裂试验的T字型撕裂方式示意图；
[0037]图4是常规T型撕裂试验时T型试样未撕裂部分发生翘曲变形示意图；
[0038]图5是利用本发明技术方案实施例中的T型撕裂试验模具试验的结构示意图；以及
[0039]图6是是本发明技术方案发明例中的T型撕裂试验模具的固定导向部分侧视结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]以下结合附图和实施例，对本发明的【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发明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，而不是对本发明的限制。
[0041]本发明提供了一种T型撕裂试验模具，如图5所示，所述模具包括固定导向部分I和弹性伸缩部分2。
[0042]固定导向部分1，具有放置被测T型试样未被撕裂部分的间隙10，用于导直T型试样3未被撕裂部分31，并在试验时保持所述间隙10固定不变。该部分中的间隙大小视被测试样厚度而定，可在夹持被测T型试样时来调整。
[0043]其中间隙10的限定可由一组平行间隔设置的两块平板之间的相对面来限定，也可由平行间隔设置的两排滚轮的滚面来限定。当然也可由别的方式来实现。
[0044]为了限定被测T型试样未撕裂部分的翘曲变形，限定被测T型试样的间隙尽可能小，使得间隙的限定面与被测T型试样的厚度方向的上下面能刚好贴合。
[0045]但以免撕裂拉伸时T试样未撕裂部分在间隙内移动与间隙的限定面产生摩擦力，影响最终撕裂拉伸的测量结果，间隙的设定应尽量不挤压被测T型试样，且为了使得即使有摩擦力产生也尽可能地小，优选的采用平行间隔设置的两排滚轮的滚面来限定被测T型试样的间隙。
[0046]弹性伸缩部分2，由对称的两部分组成，该两部分布置于所述固定导向部分间隙10的两侧，并分别与该间隙10的两侧相连。其中一部分在撕裂时连接撕裂拉伸试验机的一端夹头，另一部分在撕裂时连接撕裂拉伸试验机的另一端夹头。
[0047]弹性伸缩部分2用于在撕裂时带动被测T型试样向拉伸的方向移动，并保持被测T型试样在撕裂试验过程也始终位于试验机两夹头的中间位置。这是因在拉伸试验机一端的拉伸夹头不动，另一端的拉伸夹头移动的撕裂拉伸时，应使T型试样未撕裂部分朝拉伸方向移动的距离是拉伸机拉伸夹头移动距离的一半，才能保证被测T型试样在撕裂试验过程也始终位于试验机两夹头的中间位置，且未撕裂部分与撕裂部分保持垂直。这可以被解释为如下:
[0048]T型试样撕裂部分被撕裂开距离a时，撕裂部分被分开的两部分各伸长a长，即与未撕裂部分垂直的拉伸方向上总伸长2a的距离，因为试验机的一端夹头被固定了，所以试验机拉伸夹头的这端移动2a的长度。
[0049]而T型试样未被撕裂的部分与拉伸试验机的拉伸夹头连接，要使得该未被撕裂部分随之移动a的长度，则应把该部分与拉伸试验机的固定夹头与拉伸夹头分别弹性连接，且两边的弹性元件应相同以使两部分弹性元件的伸长变形相同。即T型试样连接的弹性元件在拉伸方向上随拉伸夹头总伸长2a距离，对称相等的两边弹性元件各伸长a的距离，处于弹性元件中间部分的被测T型试样自然就只移动a长的距离。这样就保证了被测T型试样在撕裂试验过程也始终位于试验机两夹头的中间位置，且未撕裂部分与撕裂部分保持垂直。因而把移动被测T型试样