專利名稱：夾具、具有夾具的超彈性材料力學(xué)性能測試裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
I.本發(fā)明涉及超弾性材料、特別是橡膠的力學(xué)性能測試裝置的夾具、具有夾具的超弾性材料力學(xué)性能測試裝置以及測試方法。
背景技術(shù)：
2.超弾性材料多用于減振降噪領(lǐng)域，目前有限元方法已成為此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的重要手段。超弾性材料參數(shù)的準(zhǔn)確性對于有限元法預(yù)測產(chǎn)品靜態(tài)特性具有決定性的作用。為準(zhǔn)確表征超彈性材料性能，必須對超弾性材料進(jìn)行單軸拉伸、等雙軸拉伸和平面拉伸等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。3.目前對于超弾性材料的復(fù)雜應(yīng)カ狀態(tài)的測試，使用的夾具與試件是通過螺栓緊固的。由于螺栓的緊固カ不均勻，造成試件在測試初始狀態(tài)產(chǎn)生嚴(yán)重的局部變形，嚴(yán)重時(shí)會產(chǎn)生試件局部開裂滑脫，試件受力不在同一平面內(nèi)，很難得到“純”的單軸拉伸、等雙軸拉伸或純剪切的應(yīng)カ應(yīng)變狀態(tài)，嚴(yán)重影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。4.試件在拉伸時(shí)，只有試件中心較小區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)均勻拉伸，其他區(qū)域拉伸不均勻，而以往測試采集較大范圍的應(yīng)變數(shù)據(jù)，得到的測試結(jié)果精度不高。

發(fā)明內(nèi)容
5.為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供ー種夾具、ー種包括該夾具的力學(xué)性能測試裝置以及相應(yīng)的測試方法，從而有效地提高超弾性材料力學(xué)特性參數(shù)的識別精度，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)快速的裝夾、固定以及更換試樣，在拉緊過程中實(shí)現(xiàn)自鎖，并且防止試件產(chǎn)生嚴(yán)重的局部變形或開裂滑脫。6.在夾具方面本發(fā)明提出了ー種用于超彈性材料力學(xué)性能測試裝置的夾具。該夾具用于將待測試件夾緊并保持在所述測試裝置中，所述夾具包括用于保持所述待測試件并且用于與測試裝置連接的夾持裝置。其中，7.所述夾持裝置具有兩個用于夾持試件的夾爪和一用干與測試裝置的機(jī)械加載部分相連接的連接頭，所述兩個夾爪一起形成一夾持ロ ；8.所述夾具還包括用于對試件進(jìn)行加強(qiáng)的加強(qiáng)件，該加強(qiáng)件與試件相接觸并且能被緊固地保持在所述夾持裝置中。9.上述夾具通過夾爪與加強(qiáng)件的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)快速地拆裝并且通過對試件的加強(qiáng)確保了試件在實(shí)驗(yàn)過程中的均勻變形，從而提高了實(shí)驗(yàn)精度。10.根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，所述加強(qiáng)件與所述試件相粘接或熔接。通過這種連接手段，可以在實(shí)現(xiàn)有效的緊固連接的同時(shí)防止由于連接影響試件中的應(yīng)カ分布。11.根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，所述夾持裝置的兩個夾爪是一體形成的，從而構(gòu)成一凹字形的一體構(gòu)件。這種構(gòu)造方案確保了夾爪的強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，所述夾持裝置的兩個夾爪的端部——即與加強(qiáng)件相接觸的端部——的內(nèi)側(cè)各自具有一斜面，這兩個斜面使得由這兩個夾爪形成的夾持ロ的開ロ尺寸朝向夾爪的端部逐漸減小。通過所述斜面，在安裝試件時(shí)能從側(cè)面將已連接有試件的加強(qiáng)件插入夾持裝置的夾爪之間，再通過夾爪的斜面與加強(qiáng)件的傾斜表面的接觸而將加強(qiáng)件連同試件保持在夾持裝置中。由于斜面與傾斜表面之間的摩擦而將試件緊固地保持在所述夾持裝置中。由此，通過簡單的安裝實(shí)現(xiàn)了試件的自鎖。12.根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，所述夾持裝置不與所述待測試件直接接觸。該方案有利于使試件產(chǎn)生均勻的應(yīng)變。13.根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，所述加強(qiáng)件的與所述試件相接觸的表面被加工出不是平面的表面結(jié)構(gòu)，以提高在二者之間的連接強(qiáng)度。例如，所述加強(qiáng)件與所述試件相接觸的表面上被加工出多個凹槽，所述凹槽與加強(qiáng)件軸線的夾角不超過30 ° ;和/或所述加強(qiáng)件與所述試件相接觸的表面上被加工出多個凹孔。
14.根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，所述加強(qiáng)件的與所述夾持裝置相接觸的表面被加工出不是平面的表面結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)加強(qiáng)件與夾持裝置間的摩擦力。例如，所述加強(qiáng)件與所述試件相接觸的表面上被加工出多個凹槽，所述凹槽與加強(qiáng)件軸線的夾角不超過30 ° ;和/或所述加強(qiáng)件與所述試件相接觸的表面上被加工出多個凹孔。15.根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，所述加強(qiáng)件構(gòu)造成具有梯形橫截面的棒件。優(yōu)選地，所述棒件具有ー傾斜表面，該傾斜表面與夾持裝置的夾爪的傾面相匹配。這樣的加強(qiáng)件易于制造并且具有一定的強(qiáng)度。16.本發(fā)明還涉及ー種包含根據(jù)本發(fā)明的夾具的超弾性材料力學(xué)性能測試裝置。17.另外，本發(fā)明還涉及ー種用于對超彈性材料、特別是橡膠進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)的方法，包括以下步驟18. a.清洗試件與加強(qiáng)件，以保證粘貼強(qiáng)度；19. b.在試件中心區(qū)域設(shè)置基準(zhǔn)標(biāo)記；20. c.將試件的裝夾區(qū)連接、特別是粘貼加強(qiáng)件；將加強(qiáng)件置入夾具的夾持口中，然后將夾具固定在試驗(yàn)機(jī)上；21. d.將CXD圖像采集設(shè)備對準(zhǔn)試件上的基準(zhǔn)標(biāo)記；22. e.根據(jù)試驗(yàn)要求設(shè)置試件的加載方式，并設(shè)置CXD圖像采集裝置的自動捕捉時(shí)間；23. f.拉伸試件并記錄應(yīng)力，同時(shí)采集CXD圖像，特別是僅采集試件的中央測量區(qū)內(nèi)的圖像，同時(shí)記錄時(shí)間，通過時(shí)間對應(yīng)關(guān)系得到應(yīng)カ應(yīng)變曲線數(shù)據(jù)。24.由于該方法中僅對中央測量區(qū)內(nèi)進(jìn)行測量，所以能夠得到更加均勻的變形，因而能夠提聞測量精度。25.中央測量區(qū)域應(yīng)選擇盡量小以保證變形均勻，但同時(shí)應(yīng)選擇得足夠大以保證可測量性。根據(jù)該方法的一種實(shí)施方案，所述中央測量區(qū)是面積為5 50_2居中的、試件區(qū)域。例如，所述中央測量區(qū)是面積為10mm2、20 mm2或15 mm2。26.為便于應(yīng)變分析，所述中央測量區(qū)應(yīng)具有規(guī)則形狀，例如是矩形或圓形的。27.根據(jù)該方法的一種實(shí)施方案，所述中央測量區(qū)是長度和寬度均為3飛mm矩形區(qū)域或者是半徑為3飛mm的圓形區(qū)域。28.本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，可以更有效地完成超弾性材料的單軸拉伸、等雙軸拉伸和平面拉伸測試，并得到更準(zhǔn)確的超弾性材料力學(xué)性能測試數(shù)據(jù)，據(jù)此得到的超弾性材料力學(xué)性能參數(shù)更可靠，同時(shí)能夠簡化試樣裝夾固定和更換操作程序，具有操作簡單、方便等優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明的超弾性力學(xué)性能測試裝置的示意圖。圖2是本發(fā)明的夾具的示意圖。圖3是夾持裝置的示意圖。
圖4是試件加強(qiáng)件的示意圖。圖5是單軸拉伸測試試樣的示意圖。圖6是等雙軸拉伸測試試樣的示意圖。圖7是平面拉伸測試試樣的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所涉及的超弾性力學(xué)性能測試裝置用于對薄壁測試試件進(jìn)行力學(xué)性能測試，如單軸拉伸、等雙軸拉伸和平面拉伸測試等。該測試裝置例如是已知的電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)，如圖I所示。這種試驗(yàn)機(jī)采用全數(shù)字化控制，配備載荷傳感器、光電位移編碼器等傳感器對カ和變形進(jìn)行檢測，機(jī)械加載部分采用直流伺服控制系統(tǒng)控制預(yù)應(yīng)カ滾珠絲杠帶動橫梁移動，是電子技術(shù)與機(jī)械傳動相結(jié)合的試驗(yàn)機(jī)。由于采用了傳感技木、自動化檢測和微機(jī)控制等先進(jìn)的測控技術(shù)，它不僅可以完成拉伸、壓縮、彎曲、剪切等常規(guī)實(shí)驗(yàn)，還能進(jìn)行材料的斷裂性能研究以及完成載荷或變形循環(huán)、恒加載速率、恒變形速率、蠕變松弛和應(yīng)變疲勞等一系列靜、動態(tài)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)。控制信號可以是正弦波、三角波、方波等，也可以輸入真實(shí)的隨機(jī)波，能方便地對小型構(gòu)件施加真實(shí)隨機(jī)載荷，配用電子計(jì)算機(jī)也可以進(jìn)行程序控制和數(shù)據(jù)處理，此外，還可進(jìn)行恒載荷、恒變形、恒位移的自動控制。這種試驗(yàn)機(jī)主要由機(jī)械加載、控制系統(tǒng)、測量顯示組成。機(jī)械加載部分為試驗(yàn)機(jī)主機(jī)，它由活動橫梁、滾珠絲杠、齒輪箱以及電動機(jī)組成。在測試系統(tǒng)通電后，微機(jī)按實(shí)驗(yàn)前設(shè)定的數(shù)值發(fā)出橫梁移動指令，該指令通過伺服控制系統(tǒng)控制主機(jī)內(nèi)部的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，經(jīng)過皮帶、齒輪等減速機(jī)構(gòu)后驅(qū)動左右絲杠轉(zhuǎn)動，由活動橫梁內(nèi)與之嚙合的螺母帶動橫梁上升或下降。裝上試樣后，試驗(yàn)機(jī)可通過載荷、應(yīng)變、位移傳感器獲得相應(yīng)的信號，該信號放大后通過A/D進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換，并將數(shù)據(jù)傳遞給微機(jī)。微機(jī)一方面對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以圖形及數(shù)值形式在微機(jī)顯示器上反映出來；另ー方面將處理后的信號與初始設(shè)定值進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)橫梁移動改變輸出量，并將調(diào)整后的輸出量傳遞給伺服控制系統(tǒng)，從而達(dá)到恒速率、恒應(yīng)變、恒應(yīng)力等高要求的控制需要。圖2示出本發(fā)明的夾具10，在該夾具10中裝夾有單軸拉伸測試用的試件。該夾具10用于將待測試件夾緊并保持在所述測試裝置中。所述夾具包括夾持裝置2和試件加強(qiáng)件4，夾持裝置2用于在測試時(shí)與測試裝置連接并且將所述待測試件保持在測試裝置中。圖5具體示出了這種單軸拉伸試件3的示意圖，該試件是啞鈴薄片形的標(biāo)準(zhǔn)試件。標(biāo)準(zhǔn)的單軸拉伸試件總長115mm,端頭寬度25mm,狹小平行部分長33mm,狹小平行部分寬6mm,過渡邊外徑14mm,過渡邊內(nèi)經(jīng)25mm,厚度2_。在單軸拉伸試件的兩端分別預(yù)留裝夾區(qū)31，中間為工作區(qū)32。在該待測試件的兩端各用一根據(jù)本發(fā)明的夾具來夾緊和保持所述試件。圖3具體示出了夾持裝置2的一個實(shí)施例。夾持裝置2具有兩個夾爪和一與測試裝置的機(jī)械加載部分相連接的連接頭6。這兩個夾爪可以是一體形成的，從而構(gòu)成一凹字形的一體構(gòu)件。當(dāng)然，這兩個夾爪也可以是通過連接頭6連接并緊固在一起的。所述夾持裝置2的兩個夾爪的端部，即與加強(qiáng)件4相接觸的端部的內(nèi)側(cè)各自具有一斜面22。這兩個斜面22使得由這兩個夾爪形成的夾持ロ的開ロ尺寸朝向夾爪端部逐漸減小。圖4具體示出了試件加強(qiáng)件4的一個實(shí)施例，其中，加強(qiáng)件4構(gòu)造成具有梯形橫截面的棒件。由此，所述梯形橫截面的斜邊 形成ー傾斜表面，該傾斜表面與夾持裝置2的夾爪的斜面22相匹配。在測試吋，首先使薄壁式的待測試件的兩個壁表面與加強(qiáng)件4連接，例如粘接或熔接(焊接)。再將連接有試件的加強(qiáng)件4與夾持裝置2相連接。例如，從側(cè)面將加強(qiáng)件4插入夾持裝置2的夾爪之間，再通過夾爪的斜面22與加強(qiáng)件4的傾斜表面的接觸而將加強(qiáng)件4連同試件保持在夾持裝置2中。由于斜面22與傾斜表面之間的摩擦而將試件緊固地保持在所述夾持裝置2中。在此，夾持裝置2不與所述待測試件直接接觸。加強(qiáng)件4的與所述試件相接觸的表面被加工出非平面的表面結(jié)構(gòu)，以增加相接觸的表面面積，從而增強(qiáng)連接強(qiáng)度。例如，在加強(qiáng)件4的與試件相接觸的表面上加工、例如銑銷出多個凹槽。在這種情況下，凹槽與加強(qiáng)件4軸線的夾角不超過30 °。但也可以在加強(qiáng)件4與試件相接觸的表面上加工出多個凹孔。當(dāng)然也可以設(shè)想出其它增加接觸表面面積的結(jié)構(gòu)，例如増加表面的粗糙度等等。加強(qiáng)件4的與所述夾持裝置2相接觸的表面也可以被加工出不是平面的表面結(jié)構(gòu)，以增加相接觸的表面面積，從而增強(qiáng)連接強(qiáng)度。例如，在加強(qiáng)件4的與試件相接觸的表面上加工、例如銑銷出多個凹槽。在這種情況下，凹槽與加強(qiáng)件4軸線的夾角不超過30 °。但也可以在加強(qiáng)件4與試件相接觸的表面上加工出多個凹孔。當(dāng)然也可以設(shè)想出其它增加接觸表面面積的結(jié)構(gòu)，例如増加表面的粗糙度等等。相應(yīng)地，夾持裝置2的與加強(qiáng)件4相接觸的表面、即形成夾持ロ的表面也可以被加工出不是平面的表面結(jié)構(gòu)。將已裝夾有待測試件的夾具安裝在測試裝置、例如圖I所示的電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)上便能進(jìn)行測試了。利用數(shù)值采集設(shè)備、圖像采集設(shè)備采集數(shù)據(jù)和圖像，通過數(shù)據(jù)處理軟件及圖像處理軟件獲得測試需要的應(yīng)カ應(yīng)變數(shù)據(jù)。根據(jù)測試要求設(shè)置試件的加載方式，并設(shè)置CCD圖像采集裝置的自動捕捉時(shí)間，拉伸試件并記錄應(yīng)力，同時(shí)采集CCD圖像并記錄時(shí)間。CCD圖像采集裝置采集到與每ー應(yīng)力時(shí)刻相對應(yīng)的試樣的當(dāng)前位置的圖片，運(yùn)用圖像處理技術(shù)對每ー試樣的測試照片進(jìn)行處理，得到與應(yīng)カ相對應(yīng)的應(yīng)變值，根據(jù)圖像和時(shí)間的關(guān)系，拉カ與時(shí)間的關(guān)系，得到應(yīng)カ應(yīng)變曲線數(shù)據(jù)。測試時(shí)要注意消除Mullin效應(yīng)和Payne效應(yīng)。圖6是等雙軸拉伸試件4示意圖，等雙軸拉伸試件不是標(biāo)準(zhǔn)試件，一般截面為十字形。試件臂長與中間正方形的尺寸按圣維南原理選取，十字交叉處的倒角與中心正方形的邊長相匹配以避免應(yīng)カ集中影響到中心區(qū)域的應(yīng)變分布不均勻度，倒角半徑主要通過有限元分析確定。例如選取如下的等雙軸拉伸試件總長250mm，狹長部分寬50mm，中間正方形尺寸為50mmX 50mm,十字交叉處有倒圓角，倒圓角的半徑為5mm,試件厚度為2mm。十字交叉處有倒圓角41，四個支臂的端部均設(shè)有裝夾區(qū)42。等雙軸拉伸測試使用兩對夾具，保持兩對夾具均在同一平面內(nèi)，實(shí)驗(yàn)步驟與單軸拉伸測試相同。測試時(shí)同時(shí)在兩個方向加載，兩個方向同時(shí)采集應(yīng)カ和應(yīng)變數(shù)據(jù)，然后取平均值得到等雙軸拉伸測試的應(yīng)カ應(yīng)變數(shù)據(jù)。圖7是平面拉伸試件5示意圖,平面拉伸試件也不是標(biāo)準(zhǔn)試件,平面拉伸試件長寬比應(yīng)小于等于1:10，厚度應(yīng)在0. 8^2mm,才能使得試驗(yàn)時(shí)中央?yún)^(qū)域均勻變形。一般選取截面為矩形的平面拉伸試件，例如，長120mm,寬36mm,厚度2_。兩端部均設(shè)有裝夾區(qū)51,在試件5的中心區(qū)域設(shè)置基準(zhǔn)標(biāo)記52。平面拉伸測試使用夾具設(shè)計(jì)與單軸拉伸和等雙軸拉伸原理相同，只是增加了寬度方向的尺寸，實(shí)驗(yàn)步驟與單軸拉伸測試相同。
利用本發(fā)明的夾具能得到更準(zhǔn)確的超彈性材料單軸拉伸、等雙軸拉伸和平面拉伸測試數(shù)據(jù)，據(jù)此得到的超弾性材料力學(xué)性能參數(shù)更可靠，同時(shí)能夠簡化試樣裝夾固定和更換操作程序，具有操作簡單、方便等優(yōu)點(diǎn)。采用上述超弾性材料力學(xué)性能測試裝置，進(jìn)行超弾性材料力學(xué)性能試驗(yàn)的方法包括以下步驟a.清洗試件與加強(qiáng)件，以保證粘貼強(qiáng)度；b.在試件中心區(qū)域設(shè)置基準(zhǔn)標(biāo)記；c.將試件的裝夾區(qū)連接、特別是粘貼加強(qiáng)件；將加強(qiáng)件置入夾具的夾持口中，然后將夾具固定在試驗(yàn)機(jī)上；d.將CXD圖像采集設(shè)備對準(zhǔn)試件上的基準(zhǔn)標(biāo)記；e.根據(jù)試驗(yàn)要求設(shè)置試件的加載方式，并設(shè)置CXD圖像采集裝置的自動捕捉時(shí)間；f.拉伸試件并記錄應(yīng)力，同時(shí)采集CCD圖像，特別是僅采集試件中央的、部分區(qū)域內(nèi)的圖像，同時(shí)記錄時(shí)間，通過時(shí)間對應(yīng)關(guān)系得到應(yīng)カ應(yīng)變曲線數(shù)據(jù)。該方法不同于已知的方法(利用試驗(yàn)機(jī)來記錄應(yīng)變)，利用CXD圖像采集裝置來記錄應(yīng)變，特別是僅記錄試件中央的、部分區(qū)域內(nèi)的應(yīng)變，下文中將該區(qū)域稱為中央測量區(qū)。中央測量區(qū)域應(yīng)選擇盡量小以保證變形均勻，但同時(shí)應(yīng)選擇得足夠大以保證可測量性。例如，對于上文中提到的各測試試件，該中央測量區(qū)是面積為5 50mm2、例如10mm2、20mm2、優(yōu)選15mm2的居中的試件區(qū)域。由于該中央測量區(qū)的面積小、居中，所以應(yīng)變均勻、測試精度高。中央測量區(qū)可以具有任意形狀，但一般采用規(guī)則的形狀以便于應(yīng)變分析。例如中央測量區(qū)可以是長度和寬度均為3飛mm矩形區(qū)域，或者是半徑為3飛mm的圓形區(qū)域。附圖標(biāo)記表100 主機(jī)200滾珠絲杠300活動橫梁400上夾頭500力傳感器600下夾頭700齒輪傳動機(jī)構(gòu)800伺服電動機(jī)900光電位移編碼器
2夾持裝置4加強(qiáng)件
6夾持頭22 斜面。
權(quán)利要求
1.一種用于超彈性材料力學(xué)性能測試裝置的夾具，該夾具用于將待測試件夾緊并保持在所述測試裝置中，所述夾具包括用于保持所述待測試件并且用于與測試裝置連接的夾持裝置(2)，其特征在于， 所述夾持裝置(2 )具有兩個用于夾持試件的夾爪和一用于與測試裝置的機(jī)械加載部分相連接的連接頭(6)，所述兩個夾爪一起形成一夾持口 ； 所述夾具還包括用于對試件進(jìn)行加強(qiáng)的加強(qiáng)件(4)，該加強(qiáng)件(4)與試件相接觸并且能被緊固地保持在所述夾持裝置(2)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的夾具，其特征在于，所述加強(qiáng)件(4)與所述試件相粘接或熔接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的夾具，其特征在于，所述夾持裝置(2)的兩個夾爪是一體形成的，從而構(gòu)成一凹字形的一體構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的夾具，其特征在于，所述夾持裝置(2)的兩個夾爪的端部一即與加強(qiáng)件(4)相接觸的端部一的內(nèi)側(cè)各自具有一斜面(22)，這兩個斜面(22)使得由這兩個夾爪形成的夾持口的開口尺寸朝向夾爪的端部逐漸減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的夾具，其特征在于，所述夾持裝置(2)不與所述待測試件直接接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的夾具，其特征在于，所述加強(qiáng)件(4)的與所述試件相接觸的表面被加工出不是平面的表面結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的夾具，其特征在于，所述加強(qiáng)件(4)與所述試件相接觸的表面上被加工出多個凹槽，所述凹槽與加強(qiáng)件(4)軸線的夾角不超過30 ° ;和/或所述加強(qiáng)件(4)與所述試件相接觸的表面上被加工出多個凹孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的夾具，其特征在于，所述加強(qiáng)件(4)的與所述夾持裝置(2)相接觸的表面被加工出不是平面的表面結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的夾具，其特征在于，所述加強(qiáng)件(4)與所述試件相接觸的表面上被加工出多個凹槽，所述凹槽與加強(qiáng)件(4)軸線的夾角不超過30 ° ;和/或所述加強(qiáng)件(4)與所述試件相接觸的表面上被加工出多個凹孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的夾具，其特征在于，所述加強(qiáng)件(4)構(gòu)造成具有梯形橫截面的棒件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的夾具，其特征在于，所述棒件具有一傾斜表面，該傾斜表面與夾持裝置(2)的夾爪的傾面相匹配。
12.一種超彈性材料力學(xué)性能測試裝置，其特征在于，所述測試裝置包括根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的夾具。
13.一種用于對超彈性材料、特別是橡膠進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)的方法，包括以下步驟 a.清洗試件與加強(qiáng)件，以保證粘貼強(qiáng)度； b.在試件中心區(qū)域設(shè)置基準(zhǔn)標(biāo)記； c.將試件的裝夾區(qū)連接、特別是粘貼加強(qiáng)件；將加強(qiáng)件置入夾具的夾持口中，然后將夾具固定在試驗(yàn)機(jī)上； d.將CXD圖像采集設(shè)備對準(zhǔn)試件上的基準(zhǔn)標(biāo)記； e.根據(jù)試驗(yàn)要求設(shè)置試件的加載方式，并設(shè)置CCD圖像采集裝置的自動捕捉時(shí)間；f.拉伸試件并記錄應(yīng)力，同時(shí)采集CCD圖像，特別是僅采集試件的中央測量區(qū)內(nèi)的圖像，同時(shí)記錄時(shí)間，通過時(shí)間對應(yīng)關(guān)系得到應(yīng)力應(yīng)變曲線數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述中央測量區(qū)是面積為5 50mm2居中的、試件區(qū)域。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述中央測量區(qū)是面積為10mm2、20mm2或 15 mm2。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述中央測量區(qū)是矩形或圓形的。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述中央測量區(qū)是長度和寬度均為3飛mm矩形區(qū)域或者是半徑為3飛mm的圓形區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超彈性材料力學(xué)特性測試裝置及測試方法，該裝置的主要構(gòu)件是試件端部的加強(qiáng)件(4)和試件夾具，加強(qiáng)件(4)的橫截面為梯形，夾具的夾持口為傾斜面，將試件端部粘貼加強(qiáng)件(4)，置入夾具中，利用夾具的傾斜面卡緊加強(qiáng)件(4)的傾斜面進(jìn)行固定，拉緊過程中實(shí)現(xiàn)自鎖，不會出現(xiàn)局部變形。該裝置適用于超彈性材料的單軸拉伸、等雙軸拉伸、平面拉伸(純剪切)等多種應(yīng)力應(yīng)變測試。應(yīng)力數(shù)據(jù)通過電子萬能測試機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取，應(yīng)變數(shù)據(jù)通過CCD圖像采集裝置獲取。通過該技術(shù)方案，試件在拉伸過程中，實(shí)現(xiàn)拉力越大夾緊力越大，使試件受力均勻，能夠得到更準(zhǔn)確的測試數(shù)據(jù)，據(jù)此得到的超彈性材料力學(xué)性能參數(shù)更可靠。
文檔編號G01N3/08GK102768149SQ201210247750
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者侯之超, 趙永玲 申請人:清華大學(xué)