[发明专利]试样粘结、拉伸模具及试样粘结、拉伸方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及复合材料界面粘结的技术领域，尤其涉及铝钢复合 材料的试样粘结、拉伸模具及试样粘结、拉伸方法。

背景技术

金属层状复合材料由于可以利用组元层金属各自的优点，从而可以 获得优异的综合性能。目前，金属层状复合材料已经在航空、航天、石 油、化工、汽车、建筑等领域得到越来越广泛的应用。该类材料的界面 结合强度受材料特性、生产工艺等条件的限制，可能会产生结合不良或 没有结合的情况，从而影响产品的使用效果，甚至会缩短产品的使用寿 命。

因此，金属界面结合质量已作为评价金属层状复合材料性能优劣的 主要指标。目前，评价金属层状复合材界面结合强度的主要检测方法有 剪切试验、剥离试验和粘结拉伸试验等。由于剪切试验和剥离试验对试 样制备要求较高，特别是对复层较薄(＜0.5mm厚)的层状复合材料而 言，用剪切和剥离试验是无法进行评估的。另外，剪切试验对界面平直 度要求较高，对试样加工的精度也有较高要求，而剥离实验无法获得强 度值。

与上述两种试验方法相比，粘结拉伸试验制样简单。可以评估较薄 试样的界面结合，对试样的加工精度要求也没有剪切那么高，结果相对 准确可靠。因此，粘结拉伸试验是一种评价界面结合强度行之有效且简 单方便的试验方法。但在粘结过程中，必须保证界面两向受力在同一直 线上，否则会导致试验结果不准确，甚至实验失败。因此保持上下铝棒 和试样的同轴度是粘结拉伸试验成功的关键。利用简单的模具很难达到 试验要求，并且往往粘结剂将试样与模具内腔粘结，导致拉伸试验无法 脱模，只能将模具机械破坏，造成试验失败。

发明内容

针对以上存在的问题，本发明提出了试样粘结、拉伸模具及试样粘 结、拉伸方法，能够保证粘结后试样各部分的同轴度，避免了粘结剂将 试样与模具内腔粘结，同时，通过上、下可模柄与拉伸试验机相连，无 需重新装夹试样，可直接进行拉伸试验，获得拉伸数据，提高了试验的 可靠性。

本发明提出了试样粘结、拉伸模具，包括套筒装置及旋转装置，其 中，

所述套筒装置包括：

套筒，用于容纳待粘结试样；

套筒夹持架，用于固定所述套筒；

夹紧螺钉，所述夹紧螺钉在同一平水平面内均匀分布，用于夹紧所 述套筒；

所述旋转装置包括：

转臂，固定在所述套筒夹持架上；

旋转套管，固定在所述转臂的另一端；

管座，所述管座圆周表面设有凹槽，所述旋转套管固定安装于该管 座内部中心轴线上；

锁紧装置，所述锁紧装置与所述旋转套管固定连接，转动该锁紧装 置能实现旋转套管0～90°的旋转；所述锁紧装置包括手柄和锁紧杆， 所述锁紧杆一端与所述旋转套管固定连接，所述锁紧杆的另一端与所述 手柄连接，通过转动所述手柄带动所述旋转套管进行0～90°的旋转。

如上所述的试样粘结、拉伸模具，其中，所述试样用于复合材料的 拉伸试验，所述复合材料为铝钢复合材料，其中，铝为包覆层，钢为基 层。

如上所述的试样粘结、拉伸模具，其中，所述套筒包括两个半圆形 空心圆筒，所述半圆形空心圆筒内壁沿轴线方向各开有一条余料槽，用 于排出粘结过程中多余的粘结剂。

如上所述的试样粘结、拉伸模具，其中，所述锁紧装置进一步包括 销钉和螺柱，所述锁紧杆与所述旋转套管通过螺柱螺纹连接，所述螺柱 与所述旋转套管通过所述销钉定位。

如上所述的试样粘结、拉伸模具，进一步包括压力装置，该压力装 置包括：

上模板和下模板，所述上模板和所述下模板通过立柱连接；

上模柄，通过上、下固定板固定在上模板中心，用于提供顶杆导向 作用，以及粘结试样进行拉伸试验时连接拉伸试验机；

顶杆，容纳于上模柄内的通孔中，用于试样粘结过程中传递载荷和 粘结过程结束后将粘结试样顶出套筒。

如上所述的试样粘结、拉伸模具，其中，所述上模柄的下端沿径向 方向设有一通孔。

如上所述的试样粘结、拉伸模具，进一步包括滑动导轨装置，该滑 动导轨装置包括：

下垫板，用于支撑所述粘结试样；

滑轨，用于提供所述下垫板的导向作用；

弹簧，固定在所述滑轨表面，用于将所述下垫板退回原位。

如上所述的试样粘结、拉伸模具，进一步包括拉伸装置，该拉伸装 置包括：