三維織物剪切、雙軸向拉伸試驗裝置及方法制造方法及圖紙

三維織物剪切、雙軸向拉伸試驗裝置及方法，包括兩個加載單元、四個傳遞單元、八個桿連接單元、四個夾持單元、十二個螺栓連接單元、二十四個螺栓固定單元、兩個銷釘固定單元。本發明專利技術適用于二維、三維針織和機織物剪切、雙軸向拉伸性能測試，試樣尺寸可選范圍大，且可以測試織物剪切、拉伸大角度變形的特點。

Three dimensional fabric shearing and biaxial tensile test device and method

Three dimensional fabric, biaxial tensile shear test device and method, including two loading unit, four transmission unit, eight rod connection unit, four clamping units, twelve units, twenty-four bolt bolt fixing unit, two pin fixing unit. The invention is suitable for testing the shearing and biaxial tensile properties of two-dimensional and three-dimensional knitted and woven fabrics, and the size of the sample can be chosen in a large range, and the characteristics of shearing and stretching large angle deformation of the fabric can be tested.

【技術實現步驟摘要】
三維織物剪切、雙軸向拉伸試驗裝置及方法
本專利技術涉及一種試驗測試裝置，具體來說為一種三維織物剪切、拉伸性能試驗裝置及方法。
技術介紹
高性能纖維復合材料是航空航天、國家防御和高技術等領域的重要基礎材料，隨著復合材料應用領域的不斷擴大，對于異形復合材料構件而言，增強體織物往往需要經過變形成型過程才能滿足最終復合材料構件的外形尺寸，這個復雜的過程又會涉及到織物的變形力學性能，包括織物的剪切、拉伸性能，因此對高性能纖維三維織物進行剪切、拉伸性能研究具有重要意義。現有技術中對三維織物剪切、雙向拉伸性能試驗方法沒有統一的標準，常用的織物剪切性能試驗方法有KES織物剪切和偏軸拉伸試驗方法，在KES織物剪切試驗中，將一個200mm×50mm矩形織物試樣兩端夾持，上下兩端沿著相反的方向運動，上下兩個夾具對織物有一個夾緊力，這就會造成織物發生剪切時會在織物中產生沿紗線軸向的拉伸力；在偏軸拉伸試驗中，沿與經緯紗線軸呈成45°方向裁剪制備試樣，載荷方向沿紗線45°方向對織物進行拉伸，采用KES織物剪切和偏軸拉伸試驗方法進行三維織物剪切性能試驗時會出現KES試驗裝置會超出量程，試驗過程中試樣所受到的剪切力分布不均勻，且有其它非剪切力的存在，引起試驗結果的偏差和給試驗分析增加難度。對于三維織物雙軸向拉伸性能試驗方法是根據織物單軸拉伸試驗標準修改來完成，常采用的標準為GB/T3923.1-2013，而對于常見的材料試驗機大多為單軸向試驗機，如果購買多軸向試驗機需要投入大量資金，且現有的夾具也不適合對三維織物的夾持固定，
技術實現思路
本專利技術技術解決問題：克服了現有織物剪切試驗方法無法直接用于三維織物剪切試驗的不足，提供一種三維織物剪切、雙軸向拉伸試驗裝置及方法，解決了三維織物剪切、雙軸向拉伸性能測試的問題，使得在織物剪切試驗中試樣受均勻剪切力的作用，實現在單軸向試驗機上進行織物雙軸向拉伸試驗。為達到上述目的，本專利技術提供了一種三維織物剪切、雙軸向拉伸試驗裝置及方法，該試驗裝置包括兩個加載單元(1)、四個傳遞單元(2)、四個銷釘固定單元(3)、八個桿連接單元(4)、四個夾持單元(5)、十二個螺栓連接單元(6)、二十四個螺栓固定單元(7)；每個加載單元(1)的一端開有兩個圓孔(8)，每個傳遞單元(2)在中部開有一個圓孔(9)，用于固定傳遞單元；每個傳遞單元(2)在頂部開有圓孔(10)，用于連接加載單元(1)。每個傳遞單元(2)在兩側開有兩個圓孔(11)，用于連接桿連接單元(4)；每個桿連接單元(4)在兩端開有兩個圓孔(12)，用于連接傳遞單元(2)和夾持單元(5)。每個夾持單元(5)由上夾板(13)和下夾板(14)組成，上夾板(13)和下夾板(14)分別開有6個螺紋孔(15)，用于固定測試試樣；夾持單元(5)底端開有圓孔(16)，用于連接桿連接單元(4)。所述加載單元(1)為一個帶有兩個圓孔的凸臺，桿連接單元(4)為一個方形體，夾持單元(5)主體為一個長方體，螺栓連接單元(6)為一個螺栓，螺栓固定單元(7)為一個螺栓。三維織物剪切、雙軸向拉伸試驗方法，其特征在于：通過以下步驟實現：步驟一、試樣的制備；根據所采用標準，將試樣裁剪為十字形，試樣厚度根據實際情況確定；步驟二、按照上述所述的結構組裝實驗裝置；步驟三、固定試樣；將制備好的試樣放入夾持單元的上、下夾板之間，螺栓擰緊固定試樣，并保證試樣中心與加載單元中心線一致；步驟四、選擇進行剪切試驗或雙軸拉伸試驗；將組裝好的試驗裝置與試驗機連接，如果進行雙軸拉伸試驗，只需對加載單元施加軸向載荷即可；如果進行剪切試驗，需把其中兩個對應的傳遞單元的固定銷釘拔出，之后對加載單元施加扭轉載荷。本專利技術與現有技術相比優點：(1)在剪切試驗中試樣只受剪切力的作用，且剪切力分布均勻；(2)本專利技術裝置對試樣尺寸可選范圍大；(3)本專利技術裝置可測試試樣大角度的剪切、拉伸變形；(4)本專利技術對試驗機及試驗機夾頭無特殊要求。附圖說明圖1為本專利技術整體結構的正等測圖；圖2為本專利技術整體結構的右視圖；圖3為本專利技術整體結構的俯視圖；圖4為本專利技術中導向單元的正視圖；圖5為本專利技術中導向單元的俯視圖；圖6為本專利技術中夾持單元的結構示意圖；圖7為本專利技術中上夾板的結構示意圖；圖8為本專利技術中下夾板的結構示意圖；圖9為本專利技術中桿連接單元的結構示意圖；圖10為本專利技術中銷釘固定單元的結構示意圖；圖11為本專利技術中螺栓連接單元的結構示意圖；圖12為本專利技術中加載單元的結構示意圖；圖中：1-加載單元2-傳遞單元3-銷釘固定單元4-桿連接單元5-夾持單元6-螺栓連接單元7-螺栓固定單元8-加載單元的圓孔9-傳遞單元的圓孔10-傳遞單元的圓孔11-傳遞單元的圓孔12-桿連接單元的圓孔13-上夾板14-下夾板15-夾持單元螺紋孔16-夾持單元的圓孔具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作詳細說明。如圖1至12所示，本專利技術包括兩個加載單元1、四個傳遞單元2、四個銷釘固定單元3、八個桿連接單元4、四個夾持單元5、十二個螺栓連接單元6、二十四個螺栓固定單元7；所述傳遞單元2上開有圓孔，圓孔10用于連接加載單元1，傳遞單元2可繞加載單元1中心軸轉動，圓孔9通過銷釘固定單元3固定傳遞單元2，圓孔11通過螺栓連接單元6用于連接桿連接單元4；所述桿連接單元4兩端開有兩個圓孔12，通過螺栓連接單元6連接傳遞單元2和夾持單元5，桿連接單元4可繞螺栓中心軸轉動；所述夾持單元5有上夾板13和下夾板14組成，夾持單元5尾部開有一個圓孔16，通過螺栓連接單元6連接桿連接單元4，夾持單元5可繞螺栓中心軸轉動，上夾板13和下夾板14上分別開有六個螺紋孔15，通過螺栓固定單元7用于固定試樣。本專利技術應用于三維織物剪切和雙軸向拉伸測試通過以下步驟實現：步驟一、試樣的制備；根據所采用標準，將織物裁剪為十字形，試樣厚度根據實際情況確定；步驟二、組裝本專利技術提供的試驗裝置；按照上述所述把組裝本專利技術的各個部件；步驟三、固定試樣；將制備好的試樣放入夾持單元5的上夾板13和下夾板14之間，通過螺栓固定單元7固定試樣，并保證試樣中心與加載單元1中心線一致；步驟四、選擇進行剪切試驗或雙軸拉伸試驗；將組裝好的試驗裝置與試驗機連接，如果進行雙軸拉伸試驗，只需對加載單元施加軸向載荷即可；如果進行剪切試驗，需把其中兩個對應的傳遞單元2的銷釘固定單元3拔出，之后對加載單元施加扭轉載荷。以上所述，僅是本專利技術的較佳實施實例而已，并非對本專利技術做任何形式上的限制，依據本專利技術的技術實質對以上實施實例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本專利技術技術方案的保護范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
三維織物剪切、雙軸向拉伸試驗裝置，其特征在于：兩個加載單元(1)、四個傳遞單元(2)、四個銷釘固定單元(3)、八個桿連接單元(4)、四個夾持單元(5)、十二個螺栓連接單元(6)、二十四個螺栓固定單元(7)；每個加載單元(1)的一端開有兩個圓孔(8)，每個傳遞單元(2)在中部開有一個圓孔(9)，用于固定傳遞單元；每個傳遞單元(2)在頂部開有圓孔(10)，用于連接加載單元(1)；每個傳遞單元(2)在兩側開有兩個圓孔(11)，用于連接桿連接單元(4)；每個桿連接單元(4)在兩端開有兩個圓孔(12)，用于連接傳遞單元(2)和夾持單元(5)；每個夾持單元(5)由上夾板(13)和下夾板(14)組成，上夾板(13)和下夾板(14)分別開有6個螺紋孔(15)，用于固定測試試樣；夾持單元(5)底端開有圓孔(16)，用于連接桿連接單元(4)。

【技術特征摘要】
1.三維織物剪切、雙軸向拉伸試驗裝置，其特征在于：兩個加載單元(1)、四個傳遞單元(2)、四個銷釘固定單元(3)、八個桿連接單元(4)、四個夾持單元(5)、十二個螺栓連接單元(6)、二十四個螺栓固定單元(7)；每個加載單元(1)的一端開有兩個圓孔(8)，每個傳遞單元(2)在中部開有一個圓孔(9)，用于固定傳遞單元；每個傳遞單元(2)在頂部開有圓孔(10)，用于連接加載單元(1)；每個傳遞單元(2)在兩側開有兩個圓孔(11)，用于連接桿連接單元(4)；每個桿連接單元(4)在兩端開有兩個圓孔(12)，用于連接傳遞單元(2)和夾持單元(5)；每個夾持單元(5)由上夾板(13)和下夾板(14)組成，上夾板(13)和下夾板(14)分別開有6個螺紋孔(15)，用于固定測試試樣；夾持單元(5)底端開有圓孔(16)，用于連接桿連接單元(4)。2....

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫穎，劉俊嶺，容治軍，陳利，
申請(專利權)人：天津工業大學，
類型：發明
國別省市：天津,12