一种碳纤维复合材料剪切夹具

1.本实用新型公开了涉及一种碳纤维复合材料的力学性能测试的夹具，具体涉及一种碳纤维复合材料层间剪切夹具。


背景技术：

2.碳纤维复合材料与钢材相比其质量减轻75％,而强度却提高4倍，可设计性强且耐疲劳,可以增加结构可设计性和抗疲劳性能、减轻结构质量等,这使得碳纤维复合材料在航天、军事、汽车和工业等多领域得到了广泛的应用。因此，国内外对碳纤维复合材料进行了大量研究，其中对有效测试碳纤维的力学性能的研究极其重要，在使用材料做结构设计中，通常会考虑在各种复杂环境中材料所受的力及损坏的情况，除了拉伸、压缩、弯曲等性能测试外,剪切性能也是一个十分重要的性能参数,可以有效衡量复合材料的结合强度，不仅可以分析材料的力学性能,也可以通过剪切测试来研究材料的组成、热处理的方式以及更深层次地研究变形对材料的影响等方面。目前，对于复合材料的剪切性能的测试的方法有很多，但大部分现有的剪切测试方法测得的剪切强度显著偏低。因此本文设计一种碳纤维复合材料的剪切夹具。
3.由于复合材料剪切强度大，现有的剪切夹具很难夹持稳定，难以保证样件受纯剪切力，难以完全适用于碳纤维复合材料样件进行层间剪切性能的测试，且通常要求碳纤维复合材料测试样件制作比较规则。在目前的复合材料层间剪切性能常用测试主要方法中，容易使样件收到弯矩的作用、难以保证样件装夹时的可靠对中、切口附近存在较大应力集中及试验结果存在较大的分散性等情況，从而使检测剪切强度结果数据精度不高。此外，其在重复使用的过程中经常拆卸，由于样件制备存在误差，从而使其多次测量得出的结果误差增大。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、可拆装重复使用的碳纤维复合材料剪切夹具。
5.一种碳纤维复合材料剪切夹具，包括:
6.第一夹头，其为第一长方体的端面和第一梯形体的上底面连接形成的一体结构；
7.第二夹头，其为第二长方体的端面和第二梯形体的上底面连接形成的一体结构；
8.所述第一夹头的第一长方体的面对所述第二夹头的侧面上具有第一凹槽；
9.所述第二夹头的第二长方体的面对所述第一夹头的侧面上具有第二凹槽；
10.所述第一夹头的第一长方体侧面和第二夹头的第二长方体侧面能够接触配合在一起，所述第一凹槽和第二凹槽位置对应，在配合后形成容纳空间。
11.作为一种优选，所述第一凹槽和第二凹槽为长方体。
12.作为一种优选，所述第二凹槽大于第一凹槽。
13.作为一种优选，第一凹槽和第二凹槽分别靠近第一夹头上端面和第二夹头上端
面。
14.作为一种优选，在所述第一长方体上具有第一螺纹通孔从所述第一长方体侧面贯通到所述第一凹槽；在所述第二长方体上具有第二螺纹通孔从所述第二长方体侧面贯通到所述第一凹槽。
15.作为一种优选，所述第一夹头的梯形体侧面和第二夹头梯形体的侧面上都具有贯通的梯形孔。
16.作为一种优选，所述第一夹头梯形体的下底面和第二夹头梯形体的下底面的中间位置都固定连接夹持臂。
17.有益效果：
18.本实用新型一种碳纤维复合材料剪切夹具能有效准确的测量出碳纤维复合材料的抗剪强度；夹持力大，可有效夹持样件并限制样件的位置发生偏移；对中效果好，可以使样件受到的拉伸剪切力始终保持在同线反向；结构简单，拆卸灵活，可重复多次准确测试样件的剪切强度。
附图说明
19.图1为本实用新型所述的剪切夹具的总体结构图。
20.图2为本实用新型所述的剪切夹具的装配示意图。
21.图3为本实用新型所述的剪切夹具的第一夹头局部剖视图示意图。
22.图4为本实用新型所述的剪切夹具的第二夹头局部剖视图示意图。
23.图5为本实用新型所述的剪切夹具的第一夹头俯视图示意图。
24.图6为本实用新型所述的剪切夹具的第二夹头俯视图示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型做更进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
26.如图1-6所示，本实用新型提供一种碳纤维复合材料的剪切夹具，包括：第一夹头1、第二夹头2、第一螺栓3、第二螺栓4、第一螺纹孔5、第二螺纹孔6、第一凹槽7、第二凹槽8、第一夹持臂9和第二夹持臂10。
27.如图1-4所述的剪切夹具分为第一夹头1和第二夹头2，其装配在剪切样件11的左右两端。第一夹头1包括第一凹槽7和第一导力架14，作为一种优选，第一导力架14为长方体和梯形体相组合，长方体的一端连接梯形体的上底面，长方体和梯形体为一体结构，第一凹槽7位于第一导力架14的长方体的面向第二夹头2的端面上。第一导力架14的梯形体的下底面的中间位置与第一夹持臂9固定相连，第一夹持臂9为圆柱体上。作为一种优选，第一导力架14的梯形体上有与梯形体相似的第一贯通梯形孔12。
28.第二夹头2包括由第二凹槽8和第二导力架15。作为一种优选，第二导力架15为长方体和梯形体相组合，作为一种优选，第二凹槽8位于第一导力架15的长方体的面向第一夹头1的端面上。第二导力架15的梯形的下底面中间位置与第二夹持臂10固定相连。作为一种优选，第二导力架15的梯形体上有第二贯通孔梯形孔13。
29.作为一种优选，所述第一凹槽7的尺寸小于第二凹槽8的尺寸。
30.作为一种优选，所述第一凹槽7和第二凹槽8分别靠近第一夹头上端面和第二夹头上端面，并且位置相互对应，在第一夹头1和第二夹头2闭合时，能够形成封闭平齐的容纳空间。
31.作为一种优选，第一夹持臂9和第二夹持臂10为圆柱体。
32.如图1-4所述，第一螺纹孔5和第二螺纹孔6分别位于第一凹槽7和第二凹槽8外侧面，也就是相对于第一夹持臂9和第二夹持臂10的另一个个侧面。剪切样件11的一部分位于在第一凹槽7内，第一凹槽7和所述的第一夹头1配合夹持，第一导力架14在使用时采用所述第一螺栓3螺旋进入第一螺纹孔5，与剪切样件11的顶端相接触，通过改变螺栓3的旋进圈数使剪切样件11的位置发生变化，进而固定剪切样件11的位置。
33.同时剪切样件11另一部分在第二凹槽8内，第二凹槽8和所述的第二夹头2配合夹持，第二导力架15在使用时采用所述第二螺栓4螺旋进入第二螺纹孔6，与剪切样件11的顶端相接触，通过改变螺栓4的旋进圈数是样件11的位置发生变化，进而固定剪切样件11的位置。
34.作为一种优选，所述剪切样件为两个尺寸大小不同的长方体的组合形状。
35.如图5所述，所述的第一导力架14位于所述第一夹头1的一侧，其作用使反向试验样件11剪切拉伸时保持力在同一方向上。
36.如图5所述，所述的第一夹持臂9位于所述第一夹头1的的一侧，其作用是使拉伸机在剪切过程中能够提供更大的剪切力。
37.如图6所述，所述的第二夹持臂10位于所述夹头2的的一侧，其作用是使拉伸机在剪切过程中能够提供更大的剪切力。第一夹持臂9和第二夹持臂10位于同一轴线上。第一夹持臂9和第二夹持臂10固定连接到万能实验机，万能试验机使使用过程中产生大的剪切力。
38.本实用新型的以上所述仅说明了部分具体实施方式，其保护范围并不局限于本说明书和实施方式中的所述内容，任何熟悉本领域的技术人员，可采用等效变换或者等同替换修改形成的技术方案，均在本实用新型的保护范围之内。