CN211602743U - 一种拉伸剪切/压缩剪切实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种拉伸剪切/压缩剪切实验装置，包括：第一试件和第二试件，分别具有用于附着胶接物的第一固着部和第二固着部，第一固着部和第二固着部可分离接触；夹具，具有本体、凸型头，所述本体具有中空腔体以用于固定所述第一试件，所述凸型头凸出于所述本体以供加持；以及移位机构，安装于所述夹具的所述本体上，将所述第一试件和第二试件夹持端水平相对位置移动预定距离，以测试所述胶接物在预定的拉伸力或压缩力作用下的剪切力学性能。本实用新型通过利用移位机构改变第一试件和第二试件的夹持端水平相对距离，实现了测试材料，尤其是单搭接结构胶层，在一定拉伸力或压缩力作用下的剪切力学性能测试。

Description

一种拉伸剪切/压缩剪切实验装置

技术领域

本实用新型涉及实验装置技术领域，尤其涉及一种拉伸剪切/压缩剪切实验装置。

背景技术

胶结是结构连接的一种主要方式之一。胶结性能对结构强度有重要影响。目前，大多数胶层性能测试都是在纯剪切或纯拉伸状态下测得，现有的实验方案只能实现纯剪切或纯拉伸/压缩状态的测试。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种拉伸剪切/压缩剪切实验装置，以实现胶结物在一定拉伸力或压缩力作用下的剪切力学性能测试。

本实用新型提供的拉伸剪切/压缩剪切实验装置，包括：第一试件和第二试件，分别具有用于附着胶接物的第一固着部和第二固着部，第一固着部和第二固着部可分离接触；夹具，具有本体、凸型头，所述本体具有中空腔体以用于固定所述第一试件，所述凸型头凸出于所述本体以供加持；以及移位机构，安装于所述夹具的所述本体上，将所述第一试件和第二试件夹持端水平相对位置移动预定距离，以测试所述胶接物在预定的拉伸或压缩载荷下的剪切力学性能。

进一步，所述移位机构包括移位件、定位件和连接头，所述移位件与所述本体可移动连接，所述连接头与所述第一试件夹持端可分离连接，以通过移位件移动并固定所述第一试件夹持端和第二试件夹持端水平相对位置，测试所述试件在预定的拉伸或压缩载荷下的剪切力学性能。

进一步，所述移位件贯穿所述连接头顶端，通过移动所述连接头，来移动第一试件的夹持端和第二试件的夹持端的水平相对位置；所述定位件包括第一定位件和第二定位件，所述第一定位件和第二定位件分布于所述连接头的两侧，以与所述移位件配合，通过移动并固定所述连接头，来移动并固定所述第一试件的夹持端与第二试件的夹持端的水平相对位置。

进一步，所述移位件包括主螺杆和主螺母，所述主螺杆贯穿所述本体和所述连接头，所述主螺母将所述主螺杆固定于所述本体；所述第一定位件包括定位销钉，所述第二定位件包括定位螺母，所述定位销钉与所述主螺杆固定连接，所述定位螺母与所述主螺杆可移动连接；所述定位销钉和定位螺母分别固定于所述第一试件两侧，以分别与所述移位件配合，通过移动并固定所述连接头，来移动并固定所述第一试件。

进一步，所述主螺杆中部为光滑无螺纹区域，以贯穿所述连接头中的第一连接件和第二连接件使所述第一试件自由下垂，使试件拉伸方向与试件轴线在同一平面，减少实验误差。

进一步，所述夹具具有标尺，以便于安装和调节所述移位机构。

进一步，所述夹具还具有第一夹头和第二夹头，所述凸型头通过所述第一夹头被拉伸机夹持，所述拉伸机通过第一夹头和第二夹头对待测胶接物施加剪切力；所述第一夹头和第二夹头为棱台体状，截面为梯形，以便于加持，防止滑移。

进一步，所述第一试件和第二试件呈矩形板状，末端分别具有用于附着胶接物的第一固着部和第二固着部。

进一步，所述移位机构包括连接头，所述连接头具有通过紧固件连接的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和第二连接件相对，以夹持所述第一试件的一端。

进一步，所述紧固件为紧固螺栓，所述第一连接件和第二连接件上设置有圆孔，所述第一连接件和第二连接件通过所述圆孔与所述主螺杆可分离连接。

本实用新型通过利用移位机构改变第一试件夹持端和第二试件夹持端之间的水平相对位置，实现了测试材料，尤其是单搭接结构胶层，在一定拉伸力或压缩力作用下的剪切力学性能测试。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例的拉伸剪切/压缩剪切实验装置的正向示意图。

图2是本实用新型较佳实施例的拉伸剪切/压缩剪切实验装置的侧向示意图。

图3是本实用新型较佳实施例的拉伸剪切/压缩剪切实验装置的第一试件和第二试件的搭接示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，以下描述中的术语“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”，仅是基于说明书附图，为了便于理解和描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，因为不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提供的拉伸剪切/压缩剪切实验装置，可以用于材料一定拉伸力或压缩力作用下的剪切力学性能测试，如单搭接结构胶层测试。请参阅图1、图2和图3。在本实用新型较佳实施例中，本实用新型提供的拉伸剪切/压缩剪切实验装置包括试件20、夹具40和移位机构60。详细而言，试件20包括第一试件22和第二试件24，第一试件22和第二试件24分别具有用于附着胶接物30的第一固着部222和第二固着部 242，第一固着部222和第二固着部242可分离接触。夹具40，具有本体42、凸型头44、第一夹头50和第二夹头70，本体42具有中空腔体 422以用于固定第一试件22，凸型头44凸出于本体42以供加持。移位机构60安装于夹具40的本体42上，将第一试件22的夹持端221移动至预定位置，以测试胶接物30在预定的拉伸或压缩载荷下的剪切力学性能。

第一试件22固着部222和第二试件固着部242附着有待测试胶接物30，第一试件22和第二试件24可为复合材料板、钢板等硬质板材。凸型头44通过第一夹头50被拉伸机夹持，第二试件24的夹持端241 通过第二夹头70被拉伸机加持，拉伸机通过第一夹头50和第二夹头70 对待测胶接物30施加剪切力。

详细而言，请继续参阅图1。移位机构60包括移位件62、定位件 64和连接头46，移位件62与本体42可移动连接，连接头46与第一试件22的夹持端221可分离连接，以通过移位件62移动并固定第一试件22夹持端221和第二试件24夹持端241之间的水平相对位置，测试胶接物30在预定的拉伸或压缩载荷下的剪切力学性能。移位件62移动连接头46，使第一试件22夹持端221水平移动一定距离。

继续参阅图1。更详细而言，主螺杆622贯穿连接头46顶端，通过移动主螺杆622，来移动第一试件22夹持端221的水平位置。定位件 64包括第一定位件642和第二定位件644，第一定位件642和第二定位件644分布于连接头46的两侧，以与移位件62配合，通过移动并固定第一试件22夹持端221，来移动并固定第一试件22夹持端221和第二试件24夹持端241之间的水平距离，使得胶接物在垂直于胶层方向承受拉伸或压缩载荷。

更详细的，继续参阅图1，在本申请较佳实施例中，移位件62包括主螺杆622和主螺母624，主螺杆622贯穿本体42和连接头46，主螺母624将主螺杆622固定于本体42。主螺母624有两个，分别设置在本体42的两侧。主螺杆622贯穿连接头46一端，使第一试件22自由下垂，保证拉伸方向与第一试件22轴线在同一平面。在本实施例中，第一定位件642采用定位销钉，第二定位件644采用定位螺母，定位销钉和定位螺母分别固定于连接件46两侧，以分别与移位件62配合，通过移动并固定移位件62，来移动并固第一试件22夹持端221与第二试件 24的夹持端241之间的水平相对距离。定位销钉642与主螺杆622固定连接，通过定位销钉的指针和夹具40中的本体42上的标尺标示移位件 62移动的距离。

在上述较佳实施例中，移位机构60主要由螺栓和螺母构成，定位件64不仅包括定位螺母644，还包括定位销钉642。在另一实施例中，定位件64仅具有两个定位螺母，第一试件22通过两个定位螺母的相对位移固定于螺栓。在又一实施例中，第一试件22两侧分别设置主螺杆和从螺杆，通过主螺杆和从螺杆的移动，以及主螺杆和从螺杆上设置的螺母，移动胶接物30。在再一实施例中，移位机构60的移位件62和定位件64则分别采用插销和销钉。

承前所述，在本申请较佳实施例中，主螺杆622中部为光滑无螺纹区域，贯穿连接头46顶端使第一试件22自由下垂，使来自拉伸机的拉伸力方向与第一试件22的轴线方向在同一平面，从而减少实验误差。第一夹头50和第二夹头70优选为棱台体状，截面为梯形，以便于加持，防止滑移。第一试件22和第二试件24优选为呈矩形板状，末端分别具有用于附着胶接物30的第一固着部222和第二固着部242。

在本申请较佳实施例中，移位机构60还包括连接头46，连接头46 具有通过紧固件462连接的第一连接件464和第二连接件466，第一连接件464和第二连接件466相对，以与第一试件22的夹持端221稳固连接。更详细而言，在本实施例中，紧固件462为紧固螺栓，第一连接件464和第二连接件466上设置有圆孔，第一连接件464和第二连接件 466通过圆孔与主螺杆622可分离连接。在本实施例中，第一连接件464 和第二连接件466均为板状。

在本申请较佳实施例中，夹具40还具有标尺48，以便于安装和调节移位机构60，例如将第一试件22夹持端221移动预定的距离，再例如安装时通过读取定位销钉642指针的初始位置和主螺杆622移动之后定位销钉642指示的位置可以确定第一试件22夹持端221移动的距离。预定的距离根据要测的力学性能指标预先计算确定。在本申请较佳实施例中，如上文所述，定位销钉642配合标尺48和主螺杆622上的螺纹，结合定位螺母644的使用，能迅速确定第一试件22上端相对原位置的移动距离，从而准确测试检测材料，如胶层，在垂直于胶层平面方向的拉伸或压缩载荷作用下的剪切力学性能，进而更全面地表征胶层在复杂载荷状态下的力学性能，有利于进一步提高使用这些检测材料的装置的设计精度和结构轻量化水平。

本实用新型拉伸剪切或压缩剪切实验装置使用时，以上述较佳实施例为例，首先将第一连接件464和第二连接件466通过主螺杆622固定在连接头46，然后通过紧固螺栓462将试件20固定在第一连接件464 和第二连接件466上。接着，将夹具40安装固定到拉伸机夹头上，使试件20保持自由竖直状态，然后通过定位螺母644固定。将第二夹头 70安装到拉伸机上。移动拉伸机上的第二夹头将第二试件24夹持端241 插入第二夹头70暂不夹紧。再接着，计算出预定垂直于胶层方向的拉伸力或压缩力所需试件夹持端水平间距，即第一试件22夹持端221和第二试件24夹持端241的水平间距，然后移动主螺杆622至合适刻度，再夹紧第二夹头70。最后通过拉伸机施加对胶接物30施加剪切载荷，即可完成检测材料的测试，如单搭接胶层的拉剪/压剪耦合测试。

以图1所示实验装置架构为例，当通过向右移动主螺杆622使得第一试件22夹持端221向右移动一定距离时，可以在测试材料区，如胶层区，产生垂直于胶层平面的拉伸力。当通过向左移动主螺杆622使得第一试件22夹持端221向左移动一定距离时，可以在测试材料区，如胶层区，产生垂直于胶层平面的压缩力。产生的拉伸力或压缩力数值可通过悬臂梁公式计算得到。通过调节主螺杆622的位置，即可按需要设定垂直于胶层平面的拉伸力或压缩力数值来测量测试材料的剪切力学性能。

需要注意的是，本实验装置仅在试件弯曲可近似看作小变形时适用。

综上所述，本实用新型通过夹具控制上下试件水夹持端水平间距，即通过移位机构改变第一试件夹持端和第二试件夹持端的水平相对距离，实现了测试材料，尤其是单搭接结构胶层，在一定拉伸力或压缩力作用下的剪切力学性能测试，可以更全面地表征测试材料在复杂载荷状态下的力学性能，有利于进一步提高设计精度和结构轻量化水平。本实用新型仅需一套拉伸试验机和一套试件结构，即本申请所述的剪切拉伸实验装置，便可实现在一定拉伸力或压缩力作用下测试材料剪切力学性能测量，结构简单，操作方便，成本低廉。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种拉伸剪切/压缩剪切实验装置，其特征在于，包括：

第一试件(22)和第二试件(24)，分别具有用于附着胶接物(30)的第一固着部(222)和第二固着部(242)，第一固着部(222)和第二固着部(242)可分离接触；

夹具(40)，具有本体(42)、凸型头(44)，所述本体(42)具有中空腔体(422)以用于固定所述第一试件(22)，所述凸型头(44)凸出于所述本体(42)以供加持；以及

移位机构(60)，安装于所述夹具(40)的所述本体(42)上，将所述第一试件(22)的夹持端(221)移动预定距离，以测试所述胶接物(30)在预定的拉伸或压缩载荷下的剪切力学性能。

2.根据权利要求1所述的拉伸剪切/压缩剪切实验装置，其特征在于：所述移位机构(60)包括移位件(62)、定位件(64)和连接头(46)，所述移位件(62)与所述本体(42)可移动连接，所述连接头(46)与所述第一试件(22)的夹持端(221)可分离连接，以通过移位件(62)移动并固定第一试件(22)的夹持端(221)与第二试件(24)的夹持端(241)之间的水平相对位置，测试所述胶接物(30)在预定的拉伸或压缩载荷下的剪切力学性能。

3.根据权利要求2所述的拉伸剪切/压缩剪切实验装置，其特征在于：

所述移位件(62)贯穿所述连接头(46)顶端，通过移动所述连接头(46)，来移动所述第一试件(22)的夹持端(221)和第二试件(24)的夹持端(241)之间的水平相对位置；

所述定位件(64)包括第一定位件(642)和第二定位件(644)，所述第一定位件(642)和第二定位件(644)分布于所述连接头(46)的两侧，以与所述移位件(62)配合，通过移动并固定所述连接头(46)，来移动并固定所述第一试件(22)的夹持端(221)与第二试件(24)的夹持端(241)的水平相对位置。

4.根据权利要求3所述的拉伸剪切/压缩剪切实验装置，其特征在于：

所述移位件(62)包括主螺杆(622)和主螺母(624)，所述主螺杆(622)贯穿所述本体(42)和所述连接头(46)，所述主螺母(624)将所述主螺杆(622)固定于所述本体(42)；

所述第一定位件(642)包括定位销钉，所述第二定位件(644)包括定位螺母，所述定位销钉与所述主螺杆(622)固定连接，所述定位螺母与所述主螺杆(622)可移动连接；所述定位销钉和定位螺母分别固定于所述第一试件(22)两侧，以分别与所述移位件(62)配合，通过移动并固定所述连接头(46)，来移动并固定所述第一试件(22)。

5.根据权利要求4所述的拉伸剪切/压缩剪切实验装置，其特征在于：所述主螺杆(622)中部为光滑无螺纹区域，以贯穿所述连接头(46)中的第一连接件(464)和第二连接件(466)使所述第一试件(22)自由下垂，使试件拉伸方向与试件轴线在同一平面，减少实验误差。

6.根据权利要求1所述的拉伸剪切/压缩剪切实验装置，其特征在于：所述夹具(40)具有标尺(48)，以便于安装和调节所述移位机构(60)。

7.根据权利要求1所述的拉伸剪切/压缩剪切实验装置，其特征在于：

所述夹具(40)还具有第一夹头(50)和第二夹头(70)，所述凸型头(44)通过所述第一夹头(50)被拉伸机夹持，所述拉伸机通过第一夹头(50)和第二夹头(70)对待测胶接物(30)施加剪切力；

所述第一夹头(50)和第二夹头(70)为棱台体状，截面为梯形，以便于加持，防止滑移。

8.根据权利要求1所述的拉伸剪切/压缩剪切实验装置，其特征在于：所述第一试件(22)和第二试件(24)呈矩形板状，末端分别具有用于附着胶接物(30)的第一固着部(222)和第二固着部(242)。

9.根据权利要求4所述的拉伸剪切/压缩剪切实验装置，其特征在于：所述移位机构(60)包括连接头(46)，所述连接头(46)具有通过紧固件(462)连接的第一连接件(464)和第二连接件(466)，所述第一连接件(464)和第二连接件(466)相对，以夹持所述第一试件(22)的一端。

10.根据权利要求9所述的拉伸剪切/压缩剪切实验装置，其特征在于：所述紧固件(462)为紧固螺栓，所述第一连接件(464)和第二连接件(466)上设置有圆孔，所述第一连接件(464)和第二连接件(466)通过所述圆孔与所述主螺杆(622)可分离连接。

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