测试单向纤维增强复合材料层间剪切强度用辅助工装

1.本实用新型涉及测试单向纤维增强复合材料层间剪切强度用辅助工装。


背景技术：

2.纤维增强复合材料(简称frp)是由增强纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，与基体材料经过拉挤、缠绕或模压等成型工艺而形成的复合材料。
3.frp具有轻质高强、耐腐蚀、耐疲劳、易运输、多样化制备等优点，成为了土木工程中应用于原有构筑物加固修复和新建构筑物替代钢筋的理想材料。纤维复合材料通常由纤维和树脂两部分复合而成，纤维具有良好的抗拉性能，主要用于承受沿纤维方向的拉伸荷载，可由抗拉强度表征；树脂主要作用是粘结纤维，赋予frp一定的刚度和几何尺寸；同时，纤维与树脂之间需要较强的粘结力，以保证纤维和树脂进行有效的应力传递。由于纤维和树脂两类材料性能差异较大，因此，纤维-树脂界面往往成为frp在使用过程中的薄弱，纤维-树脂界面粘结性能也常成为影响纤维复合材料整体性能的决定因素。单向纤维增强复合材料制品内部纤维与树脂间界面粘结性能一般通过层间剪切强度进行表征。
4.目前有关单向纤维复合材料层间剪切强度测试的相关技术还比较薄弱，已有测试装置尚存在一些不足，例如，无法准确地使试件持续承受垂直向下的力、压头为一端铰接的细长杆容易发生晃动、转动压头顶部与万能试验机之间间接触面的稳定性较差等，无法保证测试结果的精准度。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供测试单向纤维增强复合材料层间剪切强度用辅助工装，用以解决现有测试设备测试精度较低的技术问题。
6.本实用新型的技术方案如下：
7.测试单向纤维增强复合材料层间剪切强度用辅助工装包括：
8.底座；
9.导向板，固定在底座上部左端，上部设有竖直延伸的第一导轨；
10.定位框架，固定在底座上部右端，包括垂直连接呈l形的竖板和横块，竖板上与第一导轨对应设置有第二导轨，横块朝向靠近导向板的一侧设置，横块具有沿左右方向贯穿的矩形定位腔，矩形定位腔内滑动装配有l形的顶推块，顶推块具有厚度小于待测试试件厚度的顶推板，矩形定位腔的顶部设置有轴线竖直延伸的螺纹孔，螺纹孔内旋装有紧定螺钉，顶推板与矩形定位腔的顶部之间设置有上垫板，矩形定位腔、顶推板和上垫板之间围成用于压装试件的定位空间；
11.活动剪切块，包括上端的导向部和下端的剪切部，导向部的两侧分别通过导向滑块与第一、第二导轨导向滑动配合以沿第一、第二导轨延伸方向往复滑动；剪切部的右侧面与横块的左侧面相互贴合且滑动配合。
12.进一步地，导向部的上部设置有圆柱形的压块以用于承受万能实验机的向下的压
力。
13.进一步地，第一、第二导轨为燕尾槽，对应的导向部上的导向滑块的横截面为燕尾形。
14.进一步地，导向板和定位框架的材质为硬金属。
15.进一步地，顶推块的长度大于矩形定位腔的长度。
16.本实用新型的有益效果：本实用新型的测试单向纤维增强复合材料层间剪切强度用辅助工装在使用时，将试件放置在矩形定位腔、顶推板和上垫板之间围成的定位空间内，通过顶推块调整试件的位置，使得其一端伸出的距离合适，通过紧定螺钉挤压上垫块，通过上垫块将试件相对于矩形定位腔的底壁固定，由于顶推板的厚度小于试件的厚度，上垫块挤压时只能将试件压紧，随后将活动剪切块通过其导向部两侧的导向滑块分别与对应的第一、第二导轨导向滑动配合，将辅助工装连同固定好的试件放置在万能实验机中，通过对活动剪切块上部的挤压，使其剪切部对伸出一定长度的试件施加一个持续竖直的压力，记录载荷-位移曲线，直至试件被破坏，完成试验。可见，相对于现有技术，其能够为试件施加一个持续稳定且方向不变的压力，而且由于两个导轨的导向，活动剪切块即使受到很大的压力或方向稍有偏斜的压力，也能确保其自身不晃动，从而进一步保证压力方向的稳定性，再者，由于活动剪切块不会转动，其与万能实验机上的挤压部的接触面也是稳定不变的，不易出现压力偏斜的情况，以上三点确保了试件测试时的精准性。
附图说明
17.图1为本实用新型的测试单向纤维增强复合材料层间剪切强度用辅助工装的一种实施例的立体结构示意图；
18.图2为测试单向纤维增强复合材料层间剪切强度用辅助工装的工作原理示意图；
19.图3为图2中a处的局部放大图；
20.图中：1-底座，2-导向板，21-第一导轨，3-定位框架，31-竖板，311-第二导轨，32-横块，321-矩形定位腔，322-螺纹孔，323-紧定螺钉，33-顶推块,331-顶推板，34-上垫板，4-活动剪切块，41-导向部，411-导向滑块，412-压块，42-剪切部，5-试件。
具体实施方式
21.以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
22.本实用新型的测试单向纤维增强复合材料层间剪切强度用辅助工装的一种实施例：本实施例中的纤维增强复合材料特指单向纤维增强复合材料。
23.如图1-3所示，测试单向纤维增强复合材料层间剪切强度用辅助工装包括底座1、导向板2、定位框架3、顶推块33、上垫板34和活动剪切块4。
24.导向板2固定在底座1上部左端，上部设有竖直延伸的第一导轨21，第一导轨21为燕尾槽。
25.定位框架3固定在底座1上部右端，包括垂直连接呈l形的竖板31和横块32，竖板31上与第一导轨21对应设置有第二导轨311，第二导轨311为燕尾槽，横块32朝向靠近导向板2的一侧设置，横块32具有沿左右方向贯穿的矩形定位腔321，矩形定位腔321内滑动装配有l形的顶推块33，顶推块33具有厚度小于待测试试件5厚度的顶推板331，矩形定位腔321的顶
部设置有轴线竖直延伸的螺纹孔322，螺纹孔322内旋装有紧定螺钉323，顶推板331与矩形定位腔321的顶部之间设置有上垫板34，矩形定位腔321、顶推板331和上垫板34之间围成用于压装试件5的定位空间。
26.活动剪切块4包括上端的导向部41和下端的剪切部42，导向部41的两侧分别通过导向滑块411与第一、第二导轨导向滑动配合以沿第一、第二导轨延伸方向往复滑动；剪切部42的右侧面与横块32的左侧面相互贴合且滑动配合。导向部41的上部设置有圆柱形的压块412以用于承受万能实验机的向下的压力。导向板和定位框架的材质为硬金属，比如钢铁等。
27.第一、第二导轨为燕尾槽，对应的导向部41上的导向滑块411的横截面为燕尾形。导向板2和定位框架3的材质为硬金属。顶推块33的长度大于矩形定位腔321的长度。
28.本实用新型的测试单向单向纤维增强复合材料层间剪切强度用辅助工装在使用时，将试件5放置在矩形定位腔321、顶推板331和上垫板34之间围成的定位空间内，通过顶推块33调整试件5的位置，使得其一端伸出的距离合适，通过紧定螺钉323挤压上垫块，通过上垫块将试件5相对于矩形定位腔321的底壁固定，由于顶推板331的厚度小于试件5的厚度，上垫块挤压时只能将试件5压紧，随后将活动剪切块4通过其导向部41两侧的导向滑块411分别与对应的第一、第二导轨导向滑动配合，将辅助工装连同固定好的试件5放置在万能实验机中，通过对活动剪切块4上部的挤压，使其剪切部42对伸出一定长度的试件5施加一个持续竖直的压力，记录载荷-位移曲线，直至试件5被破坏，完成试验。可见，相对于现有技术，其能够为试件5施加一个持续稳定且方向不变的压力，而且由于两个导轨的导向，活动剪切块4即使受到很大的压力或方向稍有偏斜的压力，也能确保其自身不晃动，从而进一步保证压力方向的稳定性，再者，由于活动剪切块4不会转动，其与万能实验机上的挤压部的接触面也是稳定不变的，不易出现压力偏斜的情况，以上三点确保了试件5测试时的精准性。
29.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。