[发明专利]一种全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置及计算方法

说明书

本发明公开了一种全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，包括：环境箱，其顶部和底部分别开设有测试孔；其中，纤维增强材料板与预埋件一体化成型并且设置在环境箱中；第一传力杆，其一端穿过环境箱顶部的测试孔与预埋件转动连接，另一端通过力传感器与万能试验机固定连接；连接底座，其为U型底座，连接底座的两侧板分别对称开设有多个连接孔；其中，纤维增强材料板的两侧分别通过夹具可拆卸的连接在连接孔上；第二传力杆，其一端穿过环境箱底部的测试孔与连接底座的底板可动连接，另一端通过力传感器与万能试验机固定连接。该装置能够实现对纤维增强材料板与预埋件连接件在不同环境温度、拉剪比、弯矩下进行连接强度测试。

技术领域

本发明属于纤维增强材料预埋件结构测试技术领域，特别涉及一种全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置及计算方法。

背景技术

复合材料在工程应用中，必须面临温度环境的问题，温度环境变化对复合材料的性能有很大的影响，因此，必须考虑温度环境的影响。温度环境的变化会使得复合材料内部结构产生破坏，从而导致复合材料自身的性能下降。在复合材料使用过程中，低温环境条件会使得复合材料基体脆性增加，而基体模量也随之增加，而高温环境则会使得基体产生橡胶态，大大降低所有的性能属性。当温度环境变化时，复合材料的性能是呈现出不一样的变化。温度环境变化主要会引起复合材料内部产生应力，这样就会在复合材料工程应用之前，就存在一定的损伤，这就导致不同的温度环境复合材料会有不一样的破坏表现形式。

随着纤维增强材料在车身领域的普遍应用，纤维增强材料车身部件的连接方式的相关研究也在逐步深入。纤维增强材料预埋件作为一种重要的连接方式，应用于安全带固定点、发动机悬置固定点、悬架硬点等结构。纤维增强材料预埋件在汽车服役温度区间内承受不同拉剪比、不同弯矩大小的作用力。

除此之外，纤维增强材料与车身预埋件的胶接层的连接强度随温度变化而变化。温度过低可能导致胶层树脂的结晶，从而使预埋件的连接强度减弱；相反温度过高可能使胶膜软化，也会降低预埋件的连接强度。同时，纤维增强材料在不同温度环境中，由于纤维与树脂基体的热膨胀系数不一致，也会导致基体和纤维/基体界面的老化，从而影响纤维增强材料的机械性能。因此，温度敏感性是决定纤维增强材料预埋件使用时工作性能以及强度的重要指标。

为了进一步模拟实际工况，有必要设计一种考虑温度影响的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置及全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度计算方法，测试预埋件与纤维增强材料在不同温度环境下，预埋件相对纤维增强材料板在不同拉剪比、不同弯矩大小下的连接强度，建立连接强度与环境温度、拉剪比、弯矩的函数关系。该方法能够根据实际服役温度，选择合适的环境温度、拉剪比、弯矩进行试验，调整试验次数。对实际工程领域的应用具有指导意义，为纤维增强材料预埋件的研究进一步奠定基础。

发明内容

本发明提供了一种全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，其将试件通过加载机构安装在环境箱中，并且当测试温度为高温时，采用上密封结构避免热量耗散；当测试温度为低温时，采用下密封结构避免冷气耗散；以保证环境箱内的温度保持在设定温度，进而保证环境内温度的稳定性，从而实现对纤维增强材料板与预埋件连接件在不同环境温度，预埋件相对纤维增强材料板在不同拉剪比、不同弯矩时的连接强度进行测试试验。

本发明还提供了一种全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度计算方法，其目的是根据实际服役温度，选择合适的环境温度、拉剪比、弯矩进行不同形式的组合试验，建立连接强度与环境温度、拉剪比、弯矩大小的函数关系，从而预测出不同环境温度、拉剪比、弯矩下的纤维增强材料板与预埋件的连接强度。

本发明提供的技术方案为：

一种全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，包括：

环境箱，其顶部和底部分别开设有测试孔，纤维增强材料板与预埋件一体化成型并且设置在所述环境箱中；所述测试孔内根据试验环境温度选择性的安装有密封环；其中，