一种用于断裂韧性试验件加载块高温固化粘贴的装置

技术领域

本申请属于材料力学性能试验技术领域，特别涉及一种用于断裂韧性试验件加载块高温固化粘贴的装置。

背景技术

复合材料的层间断裂韧性是筛选高层间分层阻抗复合材料的重要依据，也是研究复合材料分层特性、进行基于损伤容限的结构设计时的关键数据。准确测定复合材料的层间断裂韧性，无论是对材料筛选、质量控制、材料规范制订，或者结构设计，都具有重要意义。

目前主要需要测定的复合材料单向层压板层间断裂韧性包括Ⅰ型层间断裂韧性G

加载块与试验件的粘贴质量直接影响了断裂韧性类试验的精确度。如果加载块在试验件上粘贴的强度不够，将直接导致试验失败；如果加载块在试验件粘贴的对中性较差，将导致试验加载时试验件两侧的分层不均匀，直接导致试验结果误差较大或者错误。

目前在进行加载块与试验件的高温固化粘贴时，存在以下问题：

a)主要依靠目视的方式进行定位，导致加载块在试验件上粘贴的对中性较差，直接导致试验结果的误差和分散性较大；

b)高温固化时，一般通过夹子来将试验件、胶膜和加载块夹在一起，每个夹子仅可以用来固定一个试验件，粘贴效率非常低；

c)高温固化时，由于胶膜软化流动，加载块与试验件粘贴的位置可能发生变动，导致粘贴的对中性进一步变差。

因此如何提升复合材料的层间断裂韧性筛选的精度是一个需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供了一种用于断裂韧性试验件加载块高温固化粘贴的装置，以解决现有技术中对复合材料进行层间断裂韧性筛选结果误差较大的问题。

本申请的技术方案是：一种用于断裂韧性试验件加载块高温固化粘贴的装置，包括温控仪和高温固化粘贴盒；所述温控仪能够对高温固化粘贴盒进行加热与控温；

所述高温固化粘贴盒包括下盒箱和上盒体，所述下盒箱内设有上加载板和下加载板，所述上加载板上设有上加载块，所述下加载板上设有下加载块，试验件设于上加载块和下加载块之间，所述上加载板下方和下加载板上方沿长度方向上均匀间隔开设有多个凹槽，所述上加载块和下加载块与试验件胶粘配合；

所述上盒体对应凹槽的位置处开设有多组T型孔，所述上加载块对应T型孔的位置处开设有通孔，每个所述T型孔内均螺纹连接有压力调节螺钉，所述压力调节螺钉的下方设有顶块，转动螺钉能够将顶块压紧到上加载块上。

优选地，所述下盒箱上还设有试验件定位板和定位导向轴；所述试验件定位板对应设于试验件的一侧，所述试验件定位板上对应开设有相同的凹槽，所述试验件的一侧设于凹槽内；所述试验件定位板的两端开设有腰型孔，所述腰型孔上螺纹连接有与下盒箱相连的螺栓；所述下盒箱的侧壁上水平螺纹连接有位置调节螺钉，所述位置调节螺钉的末端与试验件定位板的侧壁相抵，转动位置调节螺钉能够调节试验件定位板的水平位置；所述上加载板和下加载板的两端对应开设有定位孔，所述定位定位导向柱插设于上加载板和下加载板上的定位孔内。

优选地，所述上盒体上开设有定位槽，所述定位槽内设有盖板，所述盖板与上盒体螺栓连接，所述盖板上开设有所述T型孔，每个所述压力调节螺钉与顶块之间连接有压缩弹簧。

优选地，所述温控仪还包括电阻丝加热器和温度传感器，所述电阻丝加热器内埋在上盒体上，所述温度传感器插入至上盒体内，所述下盒箱和上盒体均为金属结构，所述电阻丝加热器与温度传感器与温控仪的本体之间通过电线相连。

优选地，所述下盒箱的两端设有下耳片，所述上盒体的两端对应设有上耳片，所述下耳片与相邻的上耳片相贴并且上耳片与下耳片之间螺纹连接有密封螺栓；所述上盒体的底部边缘开设于上止口，所述下盒箱的顶部边缘对应开设有与上止口相配合的下止口。

本申请的一种用于断裂韧性试验件加载块高温固化粘贴的装置，包括温控仪和高温固化粘贴盒；高温固化粘贴盒包括下盒箱和上盒体，下盒箱内设有上加载板和下加载板，上加载板上设有上加载块，下加载板上设有下加载块；在对试验件进行高温固化前，将试验件放入到上加载块和下加载块之间的凹槽内，盖上上盒体，而后拧入压力调节螺钉，直至顶块与上加载块相抵；而后控制温控仪工作，向上盒体和下盒箱进行加温与控温，使其在使用过程中维持在所需的高温温度范围内；由于通过凹槽对试验件进行上下限位，整个高温固化过程中可以对试验件和加载块进行限位，保障整个工艺过程中加载块和试验件的相对位置不发生变化，大幅提升加载块与试验件的粘贴对中性；可以向试验件与加载块之间提供可调的压力，以提升胶粘质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为背景技术中的高温固化粘贴装置；

图2为本申请整体结构俯视图；

图3为图2中A-A截面剖视图；

图4为本申请下盒箱内部结构示意图；

图5为本申请下加载板结构示意图；

图6为本申请上加载板结构示意图；

图7为本申请温控仪与高温固化粘贴盒连接结构示意图。

1、下盒箱；2、上盒体；3、压力调节螺钉；4、位置调节螺钉；5、定位导向轴；6、下加载板；7、顶块；8、压缩弹簧；9、上加载板；10、盖板；11、上加载块；12、试验件；13、下加载块；14、温控仪；15、试验件定位板；16、试验件定位板；17、电阻丝加热器；18、温度传感器；19、下耳片；20、上耳片。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

一种用于断裂韧性试验件加载块高温固化粘贴的装置，如图2-3所示，包括温控仪14和高温固化粘贴盒；温控仪14能够对高温固化粘贴盒进行加热与控温。

高温固化粘贴盒包括下盒箱1和上盒体2，下盒箱1内设有上加载板9和下加载板6，上加载板9上设有上加载块11，下加载板6上设有下加载块13，试验件12设于上加载块11和下加载块13之间，上加载板9下方和下加载板6上方沿长度方向上均匀间隔开设有多个凹槽，凹槽的尺寸与试验件12相同，如图5-6，试验件12共有多组并分别设于不同的凹槽内，上加载块11和下加载块13与试验件12胶粘配合。

上盒体2对应凹槽的位置处开设有多组T型孔，上加载块11对应T型孔的位置处开设有通孔，通孔位于上加载块11的正中间，T型孔的顶部开设有螺纹，每个T型孔内均螺纹连接有压力调节螺钉3，压力调节螺钉3的下方设有顶块7，转动螺钉能够将顶块7压紧到上加载块11上。

在对试验件12进行高温固化前，将试验件12放入到上加载块11和下加载块13之间的凹槽内，盖上上盒体2，而后拧入压力调节螺钉3，直至顶块7与上加载块11相抵。而后控制温控仪14工作，向上盒体2和下盒箱1进行加温与控温，使其在使用过程中维持在所需的高温温度范围内。

由于通过凹槽对试验件12进行上下限位，整个高温固化过程中可以对试验件12和加载块进行限位，保障整个工艺过程中加载块和试验件12的相对位置不发生变化，大幅提升加载块与试验件12的粘贴对中性；可以向试验件12与加载块之间提供可调的压力，以提升胶粘质量。

同时能够对多个试验件12进行同时加载，在本实施例中，凹槽和试验件12均设置12组，也即是能够同时对12组试验件12进行加载，从而大幅提升加载效率。为了保证各试验件12之间得到相同的加载力，控制各个压力调节螺钉3转动相同的圈数即可。

上加载块11和下加载块13上的12个凹槽深度均很浅，其作用是既可以保障加载块的定位(不会发生前后左右的移动)，有因为其凹槽很浅，离试验件12与加载块的胶接面很长一段距离，可以有效避免高温固化时由于胶粘剂溢出所导致的加载块与定位板粘在一起的情况发生。

结合图4，优选地，下盒箱1上还设有试验件定位板16和定位导向轴5；试验件定位板16对应设于试验件12的一侧，试验件定位板16上对应开设有相同的12个凹槽，该凹槽的宽度与试验件12相同，试验件12的一侧设于凹槽内；试验件定位板16的两端开设有腰型孔，腰型孔上螺纹连接有与下盒箱1相连的螺栓；下盒箱1的侧壁上水平螺纹连接有位置调节螺钉4，位置调节螺钉4的末端与试验件定位板16的侧壁相抵，转动位置调节螺钉4能够调节试验件定位板16的水平位置；上加载块11和下加载块13的两端对应开设有定位孔，定位定位导向柱插设于上加载块11和下加载块13上的定位孔内。

通过设置试验件定位板16，能够对试验件12的水平位置进行定位，在安装试验件12时，试验件12的纵向可以沿着凹槽纵向移动，但无法左右转动。当试验件12放入凹槽并顶在凹槽的最里侧时，可实现对试验件12纵向和横向的定位。扭动两个位置调节螺钉42，可以调整试验件定位板16的位置，使其相对上下加载块13定位板移动，以适应不同试验件12尺寸的加载块粘贴需求。

试验件定位板16上的凹槽在宽度方向上与上加载块11和下加载块13上的凹槽也是对正的，从而实现了试验件12、上加载块11和下加载块13之间的互相对中。

通过设置定位导向轴5，进一步保证上下加载板6上的12个凹槽的相互对正，从而可以保障试验件12的上加载块11和下加载块13在高温固化粘贴时的对中。

结合图2和6，优选地，上盒体2上开设有定位槽，定位槽内设有盖板10，盖板10与上盒体2螺栓连接，盖板10上开设有T型孔，每个压力调节螺钉3与顶块7之间连接有压缩弹簧8，压缩弹簧8与T型孔直径较大一侧的底部相抵。

当上盒体2和下盒箱1组合成一体时，12个T型孔与12个通孔正好对正，通过设置压缩弹簧8，保证顶块7对试验件12进行压紧时的稳定性，当向下扭动压力调节螺钉3的位置不同时，可提供不同的压力。

结合图7，优选地，温控仪14还包括电阻丝加热器17和温度传感器18，电阻丝加热器17内埋在上盒体2上，温度传感器18插入至上盒体2内，下盒箱1和上盒体2均为金属结构，电阻丝加热器17与温度传感器18与温控仪14的本体之间通过电线相连。电阻丝加热器17用于对上盒体2和下盒箱1进行整体加热，而温度传感器18能够实时感应上盒体2和下盒箱1内部的温度，在温度发生少量变化时，通过温度传感器18将该温度变化信号发送至温控仪14本体内，从而少量调节电阻丝加热器17的功率，保证上盒体2和下盒箱1内部的温度始终处于恒定状态。

结合图3，优选地，下盒箱1的两端设有下耳片19，上盒体2的两端对应设有上耳片20，下耳片19与相邻的上耳片20相贴并且上耳片20与下耳片19之间螺纹连接有密封螺栓；上盒体2的底部边缘开设于上止口，下盒箱1的顶部边缘对应开设有与上止口相配合的下止口，通过该设计，能够有效保证上盒体2与下盒箱1之间的密封性，进一步保证上盒体2与下盒箱1之间内部温度的稳定性。

在试验件12与上加载板9和下加载板6粘贴时，具体使用步骤如下：

第1步：根据实际所需要的加载块在试验件12上的位置，调整下盒箱1中试验件定位板16的位置，使得下加载板6与试验件定位板16之间的距离刚好为所计算的值；

第2步：将12个下加载块13放入下加载块13定位板中，此时下加载块13刚好落入定位板上的凹槽中，无法前后左右移动)；

第3步：将12个试验件12放入下盒体组件中试验件定位板16的12个凹槽中，且使其端头顶着凹槽的最里侧，此时试验件12在下盒体中的位置确定；

第4步：将12个上加载块11放在试验件12上表面上，并使其粗略与下加载块13对齐(目视即可，不用精确)；

第5步：将上加载板9穿过两个定位导向轴5，使其落在上加载块11上，然后调整每个上加载块11的位置，使其刚好进入上加载板9上的12个凹槽中。此时试验件12、上加载块11和下加载块13的相对位置固定且互相对齐；

第6步：将上盒体2盖在下盒箱1上，通过两边耳片上的四个密封螺栓，将二者固定在一起；

第7步：扭动上盒体2上12个压力调整螺钉，向试验件12与上加载块11、下加载块13的组合体施加压力。

第8步：启动温控仪14，设定升温速率和保温时间，然后启动程序，对高温固化粘贴盒进行加热。

第9步：当高温固化程序结束后，将试验件12与上加载块11、下加载块13的胶粘组合体从高温固化盒中取出即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。