[发明专利]用于测量搭接试样力学性能的试验装置和试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及试验装置，尤其是涉及用于测量搭接试样力学性能的试验装置和试验方法，可用于测定焊点、结构胶及胶焊在拉伸、弯曲、扭转及剪切试验中的失效应力。

背景技术

点焊、胶接和胶焊作为三种常用的搭接方式，具有低成本、高效率等特点，搭接结构具有低质量、高强度、稳定性高等优点，已被广泛应用于工业自动化领域，尤其是汽车车身的连接。搭接结构主要承受拉力、剪切力、弯矩和扭矩等典型载荷，在单一载荷和多种载荷的作用下，搭接结构会因提前失效而报废，甚至引发严重事故。随着人们对产品质量要求的不断提高和产品工作状况的日益苛刻，搭接结构的力学性能指标是其安全和稳定性的重要评价指标，对搭接试样进行拉、剪、弯和扭试验是获取搭接结构的力学性能参数的重要途径，而制定合理的试验方法和设计专用的试验装置是保证试验结果准确的关键，因此设计结构简单、适用范围广、测量精度高的一体化试验装置迫在眉睫。

公开号为CN 102645382A发明专利(用于测量点焊剪切强度的试验方法及其专用的试验装置)，公开了一种十字交叉点焊试样受扭时的最大抗扭力矩的测定方法和专用的试验装置，而该装置的结构相对比较复杂，不易实现。现有技术对点焊试样的焊接性能参数测定方法和装置仅适用某一种类型载荷，操作方法相对较复杂，不易实现，测试精度受到了一定的限制。

发明内容

本发明的目的，就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种用于测量搭接试样力学性能的试验装置和试验方法。通过改变两端加载头和试样的安装位置可以实现以下功能：(1)搭接试样的剪切性能测定；(2)搭接试样的弯曲性能测定；(3)搭接试样的扭转性能测定；(4)搭接试样的拉伸及KSII多角度力学性能测定。

本发明的技术方案如下：

一种用于测量搭接试样力学性能的试验装置，用于连接在实验设备上对搭接试样的力学性能进行测量，包括：

用于夹持搭接试样的两个夹具，两个夹具组合使用；

用于将搭接试样固定在夹具上的两个盖板；

用于连接试验装置与实验设备的两个加载头；

四种搭接试样，分别为I型试样、II型试样、III型试样和IV型试样；

一套连接螺栓和销钉。

所述的两个夹具结构对称相同，主体呈扇形，扇形面上设有一条长方形宽槽，靠近圆弧侧设有圆弧调节槽，圆弧调节槽外侧连通有五个半圆形连接孔，依次为90°连接孔、60°连接孔、45°连接孔、30°连接孔和0°连接孔，圆心角处设有直角形缺口，缺口一侧的扇形面上设有两个销孔，缺口另一侧的扇形面上设有贯通槽，一销孔从扇形面的一侧边垂直穿过该贯通槽。

所述的加载头主体呈方槽形，其槽底部设有用于与实验设备连接的连接头，两槽边设有贯通的销孔。

所述的I型试样由两块直板连接成直形，II型试样由两块直板连接成角形、III型试样由两块槽形板连接成H形，IV型试样由两块直角形板连接成┴型；其连接方式包括点焊连接、胶接或胶焊。

上述用于测量搭接试样力学性能的试验装置的试验方法是，将待测搭接试样通过两个夹具配合夹持，通过加载头与试验设备连接并加载，进行试样抗剪切、抗弯曲、抗扭转或抗拉伸力学性能的测试。

将加载头连接在夹具的0°位置进行搭接试样的抗拉伸性能测定，将加载头连接在夹具的30°或60°位置进行搭接试样的抗拉伸、抗剪切性能测试，将加载头连接在夹具的90°位置进行搭接试样的抗剪切、抗扭转性能测试，将加载头连接在夹具的45°位置进行搭接试样的抗剪切、抗弯曲性能测试。

与现有技术相比，本发明采用通用化设计理念，不仅能实现搭接试样的拉伸、剪切、弯曲、扭转试验和四角度KSII试验，而且适用于三种不同连接类型(点焊、胶接和胶焊)的搭接试样，具有很强的通用性，有利于夹具成本的降低。夹具本体在结构上主要采用销孔连接，有利于操作的简化；宽槽可以使试样牢固的固定在夹具本体上，且在试验过程中不会发生位置改变；圆弧调节槽可以大大简化加载头的位置调整程序，提高了试验效率。

附图说明

图1是本发明中的夹具的结构示意图；

图2a、图2b是本发明中的加载头的结构示意图；

图3a、图3b、图3c、图3d是本发明中的试样的结构示意图，其中图3a为I型试样，图3b为II型试样，图3c为III型试样，图3d为IV型试样；

图4是I型试样装卡示意图；

图5是II型试样装卡示意图；

图6是III型试样装卡示意图；

图7是IV型试样装卡示意图。