用于复合材料力学性能测试设备的夹具

1.本发明涉及材料测试技术领域，具体为用于复合材料力学性能测试设备的夹具。


背景技术：

2.复合材料是一种新型的材料，具有耐腐蚀、强度高、密度小以及价格便宜等特点。复合材料的种类很多，强度、拉伸膜量等力学性能都不同，因此在研发新型复合材料的时候需要对复合材料的力学性质，需要专门测试复合材料性能的测试设备；
3.在现有技术中，设置有专门的材料测试设备，但是该类设备大多对适用于材料的其中一种力学性能测试，功能性较少，结构相对单一，难以满足现有的复合材料的多方面性能检测需要，另外现有的部分测试设备中的夹具对材料的夹持效果不理想，由于纤维材料本身的限制，拉伸过程中试样在销孔处最先发生破坏，也不能采用打孔固定的办法，因此，如何增强待测材料与夹具之间的夹持效果，同样是测试设备亟待解决的重要问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供用于复合材料力学性能测试设备的夹具，主要目的在于解决功能性较少，结构相对单一，难以满足现有的复合材料的多方面性能检测需要和部分测试设备中的夹具对材料的夹持效果不理想的问题。
5.为实现上述目的，本技术实施例了一种用于复合材料力学性能测试设备的夹具，包括基座和支撑架，所述支撑架固定安装在所述基座上，还包括：
6.活动架，所述活动架可旋转的设置在所述支撑架的内侧；
7.驱动设备，所述驱动设备安装在所述活动架的顶端中部，且所述驱动设备的驱动端延伸至所述活动架的内侧；
8.角度调节机构，所述角度调节机构固定安置在所述活动架的其中一侧外壁上，并与所述活动架相连接；
9.滑块，四个所述滑块每两个为一组分别通过滑槽活动卡接在所述活动架内壁上下两侧的左右两端，其中位于下端的所述滑块外侧还设置有调节组件；
10.第一夹具，所述第一夹具可转动的连接在位于下端的一组滑块之间；
11.夹持组件，部分所述夹持组件可转动的连接在另一组所述滑块之间，另一部分所述夹持组件位于所述第一夹具的内侧，所述第一夹具和夹持组件之间夹持有测试材料，所述夹持组件和第一夹具的外壁上安装有加热装置，所述第一夹具和夹持组件的两端设置有弯折部。
12.在一种可行的实施方式中，所述夹持组件包括：第二夹具，所述第二夹具通过转轴转动连接在位于上方的一组所述滑块内侧，且所述第一夹具的两端设置有弯折部；第一夹持片，至少一个所述第一夹持片的活动安置在所述第一夹具和所述第二夹具中部内侧；第二夹持片，所述第二夹持片活动安置在所述第一夹具和所述第二夹具中弯折部的内侧；第二拧手，多个所述第二拧手中部螺接并贯穿于所述第一夹具和所述第二夹具的一侧外壁，
所述第二拧手的一段可旋转的连接与第一夹持片和第二夹持片上；固定座，所述固定座固定安置在所述第二夹具的顶端，所述固定座与所述驱动设备的驱动端转动连接。
13.在一种可行的实施方式中，所述固定座与驱动设备驱动端的转动轴与所述转轴同轴设置。
14.在一种可行的实施方式中，所述调节组件包括：卡槽，两个所述卡槽分别开设在所述活动架底端的两侧侧壁上，并与位于下端的所述滑块的位置相对应；锁紧螺栓，多个所述锁紧螺栓固定在位于下端的两个所述滑块的外壁上，且所述锁紧螺栓贯穿于所述卡槽，并锁紧在所述活动架上。
15.在一种可行的实施方式中，所述角度调节机构还包括：壳体，所述壳体固定安装在所述支撑架的一侧外壁上，并与所述活动架上旋转轴的位置相对应；蜗轮和蜗杆，所述蜗杆和蜗杆以啮合连接状态安置在所述壳体的内腔中，其中所述蜗轮与所述活动架的旋转轴固定连接，所述蜗杆的前侧延伸至所述壳体的外侧，所述蜗杆上还设置有第一拧手。
16.在一种可行的实施方式中，所述活动架的旋转轴贯穿于另一侧的所述支撑架外壁，所述活动架的旋转轴上还设置有指针，所述指针指示的支撑架外壁区域内设置有刻度盘。
17.在一种可行的实施方式中，所述第一夹持片和/或所述第二夹持片上设置有加热片，且所述加热片与所述加热装置相连接。
18.在一种可行的实施方式中，所述测试材料的夹持区域上还设置有加固片，所述加固片与所述加热片的位置相对应。
19.在一种可行的实施方式中，所述加固片相接触的所述第一夹具和/或第二夹具内壁以及第一夹持片和/或第二夹持片的内壁上设置有齿状凸起。
20.在一种可行的实施方式中，所述第一夹持片和所述第二夹持片的一侧外壁与所述第一夹具和第二夹具的内壁抵接。
21.本技术提供的用于复合材料力学性能测试设备的夹具，至少具有如下有益效果：
22.1、本技术中主要通过活动架以及其内侧的第一夹具和夹持组件完成对待测材料的固定效果，其中，第一夹具能够通过调节组件为其整体位置进行调节，使得本装置在面对不同形状材料时，均能够起到较好的适应性固定效果，第一夹具和加持组件上设置有弯折部，弯折部能够对材料与夹具的连接边部进行加强处理，一方面增加与材料的可靠夹持面积，另一方面增加了不同轴向上的夹持位置，使得材料的夹持连接极为牢固，此外本装置还设置有驱动设备，通过驱动设备能够对夹持组件施加拉力，配合夹具的夹持效果，得以满足材料在静荷载方面的测试需求；
23.2、本技术还包括角度调节组件，其中调节组件能够对处于固定状态的材料整体的倾斜角度进行调节，如此，当对材料调节到待测的角度后，配合其他冲击设备可以完成特定角度的动能冲击测试，其角度方向的上调节效果可以模拟材料使用时真实受冲击的角度，此外，本方案在第一夹具和夹持组件中设置了加热以及加热片，通过对复合材料外壁加热的效果，能够增强夹具与其之间的连接强度，在进行多种力学性能测试的过程中，其与夹具之间的固定效果更好，保证测试精准度。
24.3、本夹具除拉力测试以及冲击性测试以外，还具有对材料的疲劳性测试效果，其中第一夹具和夹持组件在相对向内移动的过程中，材料压缩弯曲，整体待测材料仅有中部
位置形成一处弯折点，配合驱动设备的循环推拉，实现复合材料在弯曲疲劳性上的测试效果，提升本夹具在多方面测试的实用性，其综合性能得到显著提升。
附图说明
25.图1示出了本技术实施例提供的用于复合材料力学性能测试设备的夹具处于倾斜角度的结构示意图；
26.图2示出了为本技术实施例提供的用于复合材料力学性能测试设备的夹具处于垂直角度的结构示意图；
27.图3示出了为本技术实施例提供的角度调节机构的结构示意图；
28.图4示出了为本技术实施例提供的夹持组件的结构示意图；
29.图5示出了为本技术实施例提供的第二夹具处于倾斜状态的结构示意图；
30.图6示出了为本技术实施例提供的用于复合材料力学性能测试设备的夹具进行疲劳性测试状态的示意图；
31.图7为图1中的a处放大图。
32.图中：1、基座，2、支撑架，3、活动架，4、驱动设备，5、角度调节机构，6、滑块，7、第一夹具，8、夹持组件，9、调节组件，10、测试材料，11、加热装置，12、加固片，13、加热片，14、凸起，15、刻度盘，16、指针，17、弯折部，51、壳体，52、蜗轮，53、蜗杆，54、第一拧手，81、第二夹具，82、转轴，83、第一夹持片，84、第二夹持片，85、第二拧手，86、固定座，91、卡槽，92、锁紧螺栓。
具体实施方式
33.为了更好的理解本说明书实施例提供的技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本说明书实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书实施例技术方案的详细的说明，而不是对本说明书技术方案的限定，在不冲突的情况下，本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
34.在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“两个以上”包括两个或大于两个的情况。
35.在现有技术中，设置有专门的材料测试设备，但是该类设备大多对适用于材料的其中一种力学性能测试，功能性较少，结构相对单一，难以满足现有的复合材料的多方面性能检测需要，另外现有的部分测试设备中的夹具对材料的夹持效果不理想，由于纤维材料本身的限制，拉伸过程中试样在销孔处最先发生破坏，也不能采用打孔固定的办法，因此，如何增强待测材料与夹具之间的夹持效果，同样是测试设备亟待解决的重要问题。
36.有鉴于此，本技术实施例提供用于复合材料力学性能测试设备的夹具，主要目的
在于解决功能性较少，结构相对单一，难以满足现有的复合材料的多方面性能检测需要和部分测试设备中的夹具对材料的夹持效果不理想的问题。
37.请参阅图1-图7，本技术实施例提供了一种用于复合材料力学性能测试设备的夹具，包括基座1和支撑架2，支撑架2固定安装在基座1上，还包括：活动架3、驱动设备4、角度调节机构5、滑块6、第一夹具7、夹持组件8、测试材料10、加热装置11和弯折部17；活动架3可旋转的设置在支撑架2的内侧；驱动设备4安装在活动架3的顶端中部，且驱动设备4的驱动端延伸至活动架3的内侧；角度调节机构5固定安置在活动架3的其中一侧外壁上，并与活动架3相连接；四个滑块6每两个为一组分别通过滑槽活动卡接在活动架3内壁上下两侧的左右两端，其中位于下端的滑块6外侧还设置有调节组件9；第一夹具7可转动的连接在位于下端的一组滑块6之间；部分夹持组件8可转动的连接在另一组滑块6之间，另一部分夹持组件8位于第一夹具7的内侧，第一夹具7和夹持组件8之间夹持有测试材料10，夹持组件8和第一夹具7的外壁上安装有加热装置11，第一夹具7和夹持组件8的两端设置有弯折部17。
38.需要说明的是，本技术中主要通过活动架3以及其内侧的第一夹具7和夹持组件8完成对待测材料的固定效果，其中，第一夹具7能够通过调节组件9为其整体位置进行调节，使得本装置在面对不同形状材料时，均能够起到较好的适应性固定效果，第一夹具7和加持组件上设置有弯折部17，弯折部17能够对材料与夹具的连接边部进行加强处理，一方面增加与材料的可靠夹持面积，另一方面增加了不同轴向上的夹持位置，使得材料的夹持连接极为牢固，此外本装置还设置有驱动设备4，通过驱动设备4能够对夹持组件8施加拉力，配合夹具的夹持效果，得以满足材料在静荷载方面的测试需求；本技术还包括角度调节组件9，其中调节组件9能够对处于固定状态的材料整体的倾斜角度进行调节，如此，当对材料调节到待测的角度后，配合其他冲击设备可以完成特定角度的动能冲击测试，其角度方向的上调节效果可以模拟材料使用时真实受冲击的角度，此外，本方案在第一夹具7和夹持组件8中设置了加热以及加热片13，通过对复合材料外壁加热的效果，能够增强夹具与其之间的连接强度，在进行多种力学性能测试的过程中，其与夹具之间的固定效果更好，保证测试精准度；本夹具除拉力测试以及冲击性测试以外，还具有对材料的疲劳性测试效果，其中第一夹具7和夹持组件8在相对向内移动的过程中，材料压缩弯曲，整体待测材料仅有中部位置形成一处弯折点，配合驱动设备4的循环推拉，实现复合材料在弯曲疲劳性上的测试效果，提升本夹具在多方面测试的实用性，其综合性能得到显著提升。
39.请参阅图4-图7，在一些示例中，更进一步的，夹持组件8包括：第二夹具81、转轴82、第一夹持片83、第二夹持片84、第二拧手85和固定座86，第二夹具81通过转轴82转动连接在位于上方的一组滑块6内侧，且第一夹具7的两端设置有弯折部17；至少一个第一夹持片83的活动安置在第一夹具7和第二夹具81中部内侧；第二夹持片84活动安置在第一夹具7和第二夹具81中弯折部17的内侧；多个第二拧手85中部螺接并贯穿于第一夹具7和第二夹具81的一侧外壁，第二拧手85的一段可旋转的连接与第一夹持片83和第二夹持片84上；固定座86固定安置在第二夹具81的顶端，固定座86与驱动设备4的驱动端转动连接，固定座86与驱动设备4驱动端的转动轴与转轴82同轴设置。
40.可以理解的是，夹持组件8在本技术中主要作为施力端，其与驱动设备4相连接，在具体实施过程中，将材料放置在第一夹具7以及第二夹具81之间，然后通过转动第二拧手85的方式驱动第一夹持片83以及第二夹持片84对材料外端进行夹紧，其中第一夹持片83位于
第一夹具7以及第二夹具81的中部位置，对待测材料的两端外壁进行夹持，第二夹持片84则位移第一夹具7和第二夹具81的弯折部17上，实现对待测材料两端边部位置的加强夹持效果，提升整体材料与夹具之间的连接强度，以满足后续测试的实验要求。
41.请参阅图1，在一些示例中，更进一步的，调节组件9包括：卡槽91和锁紧螺栓92，两个卡槽91分别开设在活动架3底端的两侧侧壁上，并与位于下端的滑块6的位置相对应；多个锁紧螺栓92固定在位于下端的两个滑块6的外壁上，且锁紧螺栓92贯穿于卡槽91，并锁紧在活动架3上。
42.可以理解的是，在本示例中，卡槽91为锁紧螺栓提供一定的移动空间，使锁紧螺栓以及位移底部的两个滑块6能够在卡槽91的范围内进行移动，其中锁紧螺栓的另一端上设置有锁紧螺母，通过转动螺母进行将对应的滑块6锁紧在适当的位置，已达到调节上下两组夹具之间间距的作用，实现对不同长度或者不同形状的待测材料的夹持作用，适应性更强。
43.请参阅图3，在一些示例中，更进一步的，角度调节机构5还包括：壳体51，蜗轮52、蜗杆53和第一拧手54；壳体51固定安装在支撑架2的一侧外壁上，并与活动架3上旋转轴82的位置相对应；蜗杆53和蜗杆53以啮合连接状态安置在壳体51的内腔中，其中蜗轮52与活动架3的旋转轴82固定连接，蜗杆53的前侧延伸至壳体51的外侧，蜗杆53上还设置有第一拧手54。
44.可以理解的是，待测材料在实际使用过程中并非都处于竖直状态，一些外部的冲击可能以不同的角度进行，为了提高材料更全面的检测效果，因此在本示例中，可以通过转动第一拧手54的方式配合带动蜗杆53进行旋转，蜗杆53旋转的同时驱动蜗轮52以及整体活动架3进行旋转，以达到对材料夹持角度的调节效果。
45.请参阅图1和图2，在一些示例中，更进一步的，活动架3的旋转轴82贯穿于另一侧的支撑架2外壁，活动架3的旋转轴82上还设置有指针16，指针16指示的支撑架2外壁区域内设置有刻度盘15。
46.为了便于工作人员对角度调节机构5的调节角度进行掌控，因此，在本示例中，在活动架3的旋转轴82上设置了指针16以及刻度盘15，，其中刻度盘15上刻有不同位置的角度度数，在对材料倾角调节的过程中，通过指针16的转动指向不同位置的刻度，能够为工作人员提供具体的旋转角度参数，为材料测试提供相关数据支持。
47.请参阅图4和图5，在一些示例中，更进一步的，第一夹持片83和/或第二夹持片84上设置有加热片13，且加热片13与加热装置11相连接，测试材料10的夹持区域上还设置有加固片12，加固片12与加热片13的位置相对应。
48.可以理解的是，加热片13的加热状态由加热装置11进行控制，其中加热片13的与材料夹持的位置相对应，当加热片13进行加热后，复合材料的局部表面可能会软化，软化的材料在受力夹持的压力下使材料进一步的与加固片12进行充分接触，其中加固片12可以选用与待测材料能够热性复合粘接的材料，也可以采用表面附有增加摩擦力结构的硬质材料，使其能够与待测待料的端部形成更可靠的抓力效果，同时易于对夹具进行清理，无残留。
49.请参阅图4，在一些示例中，更进一步的，加固片12相接触的第一夹具7和/或第二夹具81内壁以及第一夹持片83和/或第二夹持片84的内壁上设置有齿状凸起14，锯齿状的结构能够使得夹持片以及夹具内壁能够部分刺入到加固片12中，实现在增加连接牢固性的
同时，降低对材料本身的破坏程度。
50.请参阅图4和图5在一些示例中，更进一步的，第一夹持片83和第二夹持片84的一侧外壁与第一夹具7和第二夹具81的内壁抵接，在转动第二拧手85的过程中，防止第一夹持片83和第二夹持片84发生旋转，提高结构稳定性。
51.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。