复合材料胶接剥离试验用夹具

技术领域

本发明涉及复合材料胶接性能检测与研究领域，特别提供了一种复合材料胶接剥离试验用夹具，安装于试验机上使用。

背景技术

复合材料具有“强度/密度”高、“弹性模量/密度”高、阻尼减震性好、可设计性好、耐受环境气候能力好、抗疲劳性好、材料结构一致性高、热膨胀系数低、破损安全性高等特点，在军事工业、国家防御和航空航天等领域上面获得了持续广泛的关注和使用。尤其在近几年来的军用和民用飞机设计生产制造过程中，复合材料的使用数量正在逐年的持续增长。

胶接是复合材料零部件主要的连接方式之一，通过胶膜材料将两个以上的复合材料零部件粘接为一个整体部件，胶接的质量直接影响到整个部件的性能。

剥离试验是胶接质量常用的检测方式，常采用浮辊剥离、滚筒剥离、180°剥离、90°剥离等检测方式对胶接性能进行检测，然而，由于胶接的复合材料部件在不同工作环境会受到不同方向的载荷，传统的剥离试验方法无法反映出胶接部件在实际工作环境中的胶接性能。

因此，提出一种新型的复合材料胶接剥离试验用夹具，使其可与试验机配合，模拟出不同角度下的胶接剥离试验，成为亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种复合材料胶接剥离试验用夹具，以解决现有胶接剥离试验用夹具无法反映出胶接部件在实际工作环境中的胶接性能，即：无法辅助模拟不同角度下的胶接剥离试验的问题。

本发明提供的技术方案是：复合材料胶接剥离试验用夹具，包括：主体框架、角度调节结构、定滚轮和动滚轮，其中，所述主体框架包括直角边框和与所述直角边框连接的圆弧形边框，所述主体框架整体呈四分之一圆形形状，中部为空心区域，所述圆弧形边框上设置有角刻度，所述角度调节结构安装于所述主体框架的一侧，一端通过第一转轴转动连接于所述直角边框上，另一端可绕所述圆弧形边框转动且可与其固定，所述第一转轴与所述圆弧形边框对应的圆心位置重合，所述定滚轮固定设置于所述主体框架的另一侧且与所述第一转轴同轴设置，所述动滚轮转动设置于第二转轴上，所述第二转轴穿过所述主体框架的空心区域且与所述角度调节结构固定连接，所述动滚轮与所述定滚轮用于支撑放置于两者上方的待测试的试样。

优选，所述角度调节结构包括条形板和紧固板，其中，所述紧固板连接于所述条形板的一端，内侧与所述圆弧形边框的外周配合，其上设置有螺纹通孔，通过与所述螺纹通孔配合的螺栓可实现角度调节结构的固定。

进一步优选，所述条形板上设置有条形孔，所述条形孔与所述第一转轴位于一条直线上，所述第二转轴通过穿过所述条形孔的螺栓锁紧。

进一步优选，所述紧固板上设置有与所述圆弧形边框上的角刻度配合的指针标记。

进一步优选，所述第一转轴穿过所述直角边框，且自由端设置有内螺纹，所述定滚轮配合套于所述第一转轴上，且通过与所述第一转轴的内螺纹配合的螺栓紧固。

进一步优选，所述复合材料胶接剥离试验用夹具还包括限位结构，用于对待测试的试样进行限位，防止其在测试过程中沿第一转轴或第二转轴的轴向运动并脱落。

进一步优选，所述第二转轴的自由端设置有内螺纹，所述限位结构包括垂直连接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆通过螺栓拧紧于所述第二转轴的自由端，所述第二连杆上套设一滚轮，压紧于所述待测试的试样的上表面。

进一步优选，所述主体框架的顶部还设置有连接梁，用于与试验机的上夹头连接。

进一步优选，所述复合材料胶接剥离试验用夹具还包括可与试验机的横梁连接的上夹头和可与试验机的基座连接的下夹头，所述上夹头与所述连接梁通过定位销可拆卸式连接，所述下夹头间隔设置于所述主体框架的下部且与所述上夹头同轴设置，所述下夹头包括底座和与所述底座通过定位销连接的分体式夹块。

进一步优选，所述定位销包括第一方形杆和铰接于所述第一方形杆两端的第二方形杆和第三方形杆。

本发明提供的复合材料胶接剥离试验用夹具，结构合理，调节方便，可辅助试验机模拟胶接部件在不同角度下的剥离试验。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明提供的复合材料胶接剥离试验用夹具的结构示意图；

图2为本发明提供的复合材料胶接剥离试验用夹具的爆炸图；

图3为利用本发明提供的复合材料胶接剥离试验用夹具做90度剥离试验图；

图4为图3中复合材料胶接剥离试验用夹具的另一角度示意图；

图5为利用本发明提供的复合材料胶接剥离试验用夹具做120度剥离试验图；

图6为上夹头的爆炸图；

图7为下夹头的爆炸图；

图8为定位销的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。

如图1至图5所示，本发明提供了一种复合材料胶接剥离试验用夹具，包括：主体框架1、角度调节结构2、定滚轮3和动滚轮4，其中，所述主体框架1包括直角边框11和与所述直角边框11连接的圆弧形边框12，所述主体框架1整体呈四分之一圆形形状，中部为空心区域，所述圆弧形边框12上设置有角刻度，所述角度调节结构2安装于所述主体框架1的一侧，一端通过第一转轴31转动连接于所述直角边框11上，另一端可绕所述圆弧形边框12转动且可与其固定，所述第一转轴31与所述圆弧形边框12对应的圆心位置重合，所述定滚轮3固定设置于所述主体框架1的另一侧且与所述第一转轴31同轴设置，所述动滚轮4转动设置于第二转轴41上，所述第二转轴41穿过所述主体框架1的空心区域且与所述角度调节结构2固定连接，所述动滚轮4与所述定滚轮3用于支撑放置于两者上方的待测试的试样10。

该复合材料胶接剥离试验用夹具的使用方法如下：当要做剥离试验时，首先调整角度调节结构，到指定角度后固定住，之后，将该夹具固定于试验机的上夹头上，将待测试的试样跨设于所述定滚轮和动滚轮的上方，并将试样中挠性被粘物未胶接的端部夹入试验机的下夹头内，接下来，根据胶接部件在不同工作环境中受到载荷方向的不同，通过试验机分离上下夹头，模拟不同角度下的剥离试验。

作为技术方案的改进，如图2所示，所述角度调节结构2包括条形板21和紧固板22，其中，所述紧固板22连接于所述条形板21的一端，内侧与所述圆弧形边框12的外周配合，其上设置有螺纹通孔，通过与所述螺纹通孔配合的螺栓可实现角度调节结构2的固定。

作为技术方案的改进，如图2所示，所述条形板21上设置有条形孔211，所述条形孔211与所述第一转轴31位于一条直线上，所述第二转轴41通过穿过所述条形孔211的螺栓锁紧。通过调整第二转轴在条形孔长度方向上的位置，可以调整定滚轮与动滚轮的距离，进而可防止试样整体在剥离试验中发生弯曲变形，另外，在试样长度较短时，可以通过缩小定滚轮与动滚轮的距离，来保证试验顺利进行。

作为技术方案的改进，如图1至图3及图5所示，所述紧固板22上设置有与所述圆弧形边框12上的角刻度配合的指针标记，通过所述指针标记，可准确调整剥离角度，优选，所述圆弧形边框上设置有角刻度范围为90度到180度，其中，如图1、图3所示，当指针标记指示90度时，设置于定滚轮和动滚轮上方的待测试的试样与试验机的上下夹头的分离方向垂直设置，进一步优选，第一转轴、第二转轴中心的连线与所述指针标记在一条直线上，试验过程中，试样与该直线始终平行。

作为技术方案的改进，如图2所示，所述第一转轴31穿过所述直角边框11，且自由端设置有内螺纹，所述定滚轮3配合套于所述第一转轴31上，且通过与所述第一转轴31的内螺纹配合的螺栓紧固。

作为技术方案的改进，如图1至图5所示，该复合材料胶接剥离试验用夹具还包括限位结构5，用于对待测试的试样进行限位，防止其在测试过程中沿第一转轴31或第二转轴41的轴向运动并脱落。

作为技术方案的改进，如图2所示，所述第二转轴41的自由端设置有内螺纹，所述限位结构5包括垂直连接的第一连杆51和第二连杆（图中未示出），所述第一连杆51通过螺栓拧紧于所述第二转轴41的自由端，所述第二连杆上套设一滚轮52，压紧于所述待测试的试样10的上表面，优选，所述第一连杆与所述第二转轴41之间设置有垫片9。

作为技术方案的改进，如图1所示，所述主体框架1的顶部还设置有连接梁13，用于与试验机的上夹头连接。

作为技术方案的改进，如图3至图5所示，该复合材料胶接剥离试验用夹具还包括可与试验机的横梁连接的上夹头6和可与试验机的基座连接的下夹头7，所述上夹头6与所述连接梁13通过定位销8可拆卸式连接，所述下夹头7间隔设置于所述主体框架1的下部且与所述上夹头6同轴设置，所述下夹头7包括底座71和与所述底座71通过定位销8连接的分体式夹块72。

具体地，如图6所示，所述上夹头6包括顶部安装座61、第一上夹头主体62和第二上夹头主体63，所述顶部安装座61的下部固定连接一插槽611，所述第一上夹头主体62和第二上夹头主体63结构相同，上部对应设置有与所述插槽611配合的半圆形的连接柱，下部对应设置有与所述半圆形连接柱连接的夹块，所述夹块的内侧对应设置有与所述连接梁13配合的方形槽，所述第一上夹头主体62和第二上夹头主体63对接后，上部与顶部安装座61通过定位销8连接，下部与连接梁13通过定位销8连接；如图7所示，所述下夹头的底座71上设置一插槽，所述分体式夹块结构相同，对接并夹住挠性被粘物未胶接的端部后，可配合插入所述插槽内，并通过定位销8锁定，优选，所述分体式夹块的夹持挠性被粘物未胶接的端部的位置设置有滚花，以增加两者的夹持摩擦力。

作为技术方案的改进，如图8所示，所述定位销8包括第一方形杆81和铰接于所述第一方形杆81两端的第二方形杆82和第三方形杆83，通过定位销进行锁定时，首先使第一方形杆和第二方形杆或第三方形杆中的一个处于一条直线，配合插入定位孔内并安装到位后，将第二方形杆和第三方形杆旋转至与第一方形杆垂直，以防止定位销在试验过程中脱落，优选，所述定位销的两个端头为圆头，以便于插入定位孔。

本发明的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。

上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。