本發(fā)明涉及一種測(cè)試夾具，尤其涉及一種纖維織物張力-剪切復(fù)合性能測(cè)試夾具。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，復(fù)合材料在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，為了研究編織物材料的應(yīng)用，就需要理解材料的性能，針對(duì)編織物而言，剪切性能使編織材料成型過程中很重要的參數(shù)之一。而現(xiàn)有的測(cè)試夾具主要由測(cè)量金屬材料、非金屬材料的剪切實(shí)驗(yàn)性能、壓縮實(shí)驗(yàn)性能和拉伸實(shí)驗(yàn)性能的夾具。由于金屬材料的標(biāo)準(zhǔn)試樣較厚、容易夾持，不易打滑，而編織物復(fù)合材料厚度薄且容易打滑，因此，現(xiàn)有夾具不適合測(cè)試編織物復(fù)合材料。

為了對(duì)編織物的剪切性能進(jìn)行測(cè)試上海交通大學(xué)于2012年5月10日提出了申請(qǐng)?zhí)枮?01220211156.0的專利《用于測(cè)試編織物材料剪切性能的測(cè)試夾具》，該技術(shù)方案解決了編織物不易夾持易打滑的缺陷，但是依然存在一定的問題。第一、編織物的張力方向不可控，第二、無(wú)法保證在試驗(yàn)開始前編織物處于張緊狀態(tài)；從而難以保證測(cè)試結(jié)果精確可靠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種使編織物張力方向可控的纖維織物張力-剪切復(fù)合性能測(cè)試夾具。

本發(fā)明提供的這種纖維織物張力-剪切復(fù)合性能測(cè)試夾具，它包括夾持框和設(shè)置于夾持框一對(duì)頂點(diǎn)處的連接頭，所述夾持框包括依次鉸接的夾持邊和沿邊長(zhǎng)方向布置于各夾持邊上的針頭，夾持邊外設(shè)有可調(diào)初張構(gòu)件；測(cè)試前將編織物通過夾持邊夾緊的同時(shí)用針頭穿過織物完成固定，并通過可調(diào)初張構(gòu)件張緊后拉動(dòng)連接頭即可開始測(cè)試。

所述夾持框?yàn)樗倪呅慰蝮w，它包括依次鉸接的第一夾持邊、第二夾持邊、第三夾持邊和第四夾持邊，各鉸接位置處均設(shè)有鉸接軸。

述第一夾持邊包括u型座和封閉u型座開口端的加強(qiáng)板以及連接于u型座內(nèi)的夾持組件，u型座的一端為厚度較大的卡口端、另一端為厚度較小的卡頭端，卡口端設(shè)有厚度大于卡頭端厚度的穿透槽，夾持組件包括托板和螺栓連接于托板上的壓板，夾持組件以托板連接于u型座的盲端，u型座的底邊上設(shè)有一排垂直于壓板板面布置的針頭。

所述第二夾持邊包括d型座和連接于其豎直邊上、位于d型座內(nèi)的夾緊組件，d型座的圓弧邊的中部為開口，開口處設(shè)有封閉板，d型座的兩頂點(diǎn)一個(gè)為平板型插頭端、另一個(gè)為開設(shè)有穿透凹槽的插口端，穿透凹槽的厚度大于插頭端和所述卡頭端的厚度，夾緊組件包括底板和螺栓連接于底板上的蓋板，夾緊組件以底板與d型座相連，d型座的豎直邊上設(shè)有一排垂直于蓋板板面布置的針頭。

所述第三夾持邊的結(jié)構(gòu)與第二夾持邊的結(jié)構(gòu)相同，第四夾持邊的結(jié)構(gòu)與第一夾持邊的結(jié)構(gòu)相同。

所述第一夾持邊以其卡頭端與第二夾持邊的插口端鉸接，第二夾持邊以其插頭端與第三夾持邊的插口端鉸接，第三夾持邊以其插頭端與第四夾持邊的卡口端鉸接，第四夾持邊以其卡頭端與第一夾持邊的卡口端鉸接，鉸接位置處均設(shè)有所述鉸接軸。

所述鉸接軸為t型軸，其桿部的外端為螺紋端，各夾持邊鉸接于鉸接軸上后通過配套的螺母鎖緊。

為了保證轉(zhuǎn)動(dòng)靈活度的同時(shí)避免轉(zhuǎn)動(dòng)過程中相鄰?qiáng)A持邊之間出現(xiàn)摩擦力，在所述鉸接軸與各夾持邊之間均設(shè)有軸承，各個(gè)鉸接軸的桿部均設(shè)有軸肩，保證同一鉸接軸上的相鄰兩夾持邊之間有間距。

為了便于控制織物在拉伸前處于張緊狀態(tài)，使所述可調(diào)初張構(gòu)件為氣缸，可調(diào)初張構(gòu)件設(shè)置于所述底板與所述封閉板之間，所述底板外側(cè)設(shè)有穿過底板的直線軸承，氣缸能夠帶動(dòng)夾緊組件沿直線軸承往返運(yùn)動(dòng)。

為了便于進(jìn)行小位移拉伸試驗(yàn)，為了放大測(cè)量力以減少誤差，在述連接頭與所述夾持框之間設(shè)置有行程放大機(jī)構(gòu)，行程放大機(jī)構(gòu)為成四邊形設(shè)置的四連桿機(jī)構(gòu)，行程放大機(jī)構(gòu)以其一頂點(diǎn)與連接頭相連、以其對(duì)角處的另一頂點(diǎn)與夾持框的鉸接軸相連。

本發(fā)明在進(jìn)行編織物剪切性能測(cè)試前先將編織物通過夾持邊夾緊的同時(shí)用針頭穿過織物完成固定，在織物固定好后通過可調(diào)初張構(gòu)件作用使編織物處于張緊狀態(tài)，再拉動(dòng)連接頭即可開始測(cè)試，測(cè)試過程中編織物的張力方向由于針頭的作用使張力方向一直與編織物的軸向相同，提高測(cè)試結(jié)果的精確度，提高測(cè)試結(jié)果的可靠性；同時(shí)織物在成形時(shí)，它的張力狀態(tài)是變化的，本發(fā)明可以通過可調(diào)初張構(gòu)件進(jìn)行不同張力值的張緊，從而測(cè)量不同張力時(shí)織物的剪切性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的俯視示意圖。

圖2為圖1中第三鉸接軸處軸側(cè)剖視示意圖。

圖3為圖1中第四鉸接軸處軸側(cè)剖視示意圖。

圖示序號(hào)：

1—夾持框、2—連接頭、3—針頭、4—行程放大機(jī)構(gòu)4、5—直線軸承、6—第一鉸接軸、7—第二鉸接軸、8—第三鉸接軸、9—第四鉸接軸、10—張緊氣缸、11—第一夾持邊、12—第二夾持邊、13—第三夾持邊、14—第四夾持邊、111—u型座、112—加強(qiáng)板、113—夾持組件、121—d型座、122—夾緊組件、123—封閉板、1131—托板、1132—壓板、1221—底板、1222—蓋板。

具體實(shí)施方式

如圖1—3所示，本實(shí)施例提供的這種纖維織物張力-剪切復(fù)合性能測(cè)試夾具，它包括夾持框1、連接頭2、針頭3和行程放大機(jī)構(gòu)4。夾持框1為四邊形框體，它包括依次鉸接的第一夾持邊11、第二夾持邊12、第三夾持邊13和第四夾持邊14，其中第三夾持邊與第二夾持邊結(jié)構(gòu)相同，第四夾持邊與第一夾持邊結(jié)構(gòu)相同。各鉸接邊上均沿邊長(zhǎng)方向布置有一排針頭，在測(cè)試前通過針頭固定編織物，使編織物在拉伸測(cè)試過程中所受張力沿垂直于針頭的方向即張力方向?yàn)榫幙椢锏妮S向。兩個(gè)連接頭中的一個(gè)設(shè)置于第四夾持邊與第一夾持邊的鉸接位置，另一個(gè)設(shè)置于第二夾持邊與第三夾持邊的鉸接位置，在測(cè)試時(shí)將其中一個(gè)連接頭固定，然后將另一個(gè)連接頭與拉伸機(jī)連為一體即可。行程放大機(jī)構(gòu)4為設(shè)置于連接頭與夾持框之間的成四邊形設(shè)置的四連桿機(jī)構(gòu)，行程放大機(jī)構(gòu)以其一頂點(diǎn)與拉伸機(jī)處的連接頭相連、以其對(duì)角處的另一頂點(diǎn)與夾持框的鉸接軸相連，在試驗(yàn)過程中能夠放大測(cè)量力以減少誤差，提高了測(cè)量準(zhǔn)確度與計(jì)算精度，也便于進(jìn)行小位移拉伸試驗(yàn)。

第一夾持邊11包括u型座111和封閉u型座開口端的加強(qiáng)板112以及連接于u型座內(nèi)的夾持組件113，u型座的一端為厚度較大的卡口端、另一端為厚度較小的卡頭端，卡口端設(shè)有厚度大于卡頭端厚度的穿透槽，夾持組件113包括托板1131和螺栓連接于托板上的壓板1132。

第二夾持邊12包括d型座121和連接于其豎直邊上、位于d型座內(nèi)的夾緊組件122，d型座的圓弧邊的中部為開口，開口處設(shè)有封閉板123，d型座的兩頂點(diǎn)一個(gè)為平板型插頭端、另一個(gè)為開設(shè)有穿透凹槽的插口端，穿透凹槽的厚度大于插頭端和所述卡頭端的厚度，夾緊組件122包括底板1221和螺栓連接于底板上的蓋板1222，夾緊組件以底板與d型座相連，在底板與封閉板之間設(shè)有與d型座豎直邊垂直的張緊氣缸10，d型座的底板外側(cè)設(shè)有穿過底板的直線軸承5，張緊氣缸能夠帶動(dòng)夾緊組件沿直線軸承往返運(yùn)動(dòng)，以便于保證編織物在拉伸前處于張緊狀態(tài)，且可以通過配合數(shù)顯表使該狀態(tài)下的拉伸力精準(zhǔn)可控。

在裝配過程中，將第一夾持邊的卡頭端與伸入第二夾持邊的插口端內(nèi)，并同時(shí)套于第一鉸接軸6上；將第二夾持邊的插頭端伸入第三夾持邊的插口端內(nèi)并套于第二鉸接軸7上；將第三夾持邊的插頭端伸入第四夾持邊的卡口端內(nèi)并同時(shí)套于第三鉸接軸8上；將第四夾持邊的卡頭端伸入第一夾持邊的卡口端內(nèi)并同時(shí)套入第四鉸接軸9上，再通過相應(yīng)的擋板和螺母鎖緊即可。各鉸接軸均為t型軸，其桿部的外端為螺紋端，在各鉸接軸的桿部與各鉸接邊之間均設(shè)有深溝球軸承或止推軸承在保證受力的同時(shí)也保證轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活度，并且在各個(gè)鉸接軸的桿部均設(shè)有軸肩，通過軸肩保證同一鉸接軸上的相鄰兩夾持邊之間有間距，從而避免轉(zhuǎn)動(dòng)過程中相鄰?qiáng)A持邊之間出現(xiàn)摩擦力，提高測(cè)試的精準(zhǔn)度。

本實(shí)施例在進(jìn)行編織物剪切性能測(cè)試前先將編織物鋪平布置于各夾持邊上，再通過第一、第四夾持邊的托板和壓板夾緊，通過第二、第三夾持邊的底板和蓋板夾緊，并使針頭穿過編織物，提高固定效果，然后控制兩個(gè)氣缸作用，使織物處于張緊裝置，再將兩連接頭中的一個(gè)固定，另一個(gè)與拉伸機(jī)連接，啟動(dòng)拉伸機(jī)即可開始測(cè)試。測(cè)試過程中針頭起導(dǎo)向作用，使編織物的張力方向由于針頭的作用使張力方向一直與編織物的軸向相同，提高測(cè)試結(jié)果的精確度，提高測(cè)試結(jié)果的可靠性。同時(shí)，織物在成形時(shí)，它的張力狀態(tài)是變化的，本實(shí)施可以通過兩側(cè)氣缸進(jìn)行不同張力值的張緊，從而測(cè)量不同張力時(shí)織物的剪切性能，還可以通過配置數(shù)顯表來(lái)精確的控制整個(gè)張緊力，提高測(cè)試結(jié)果的精確度。

作為形成放大機(jī)構(gòu)的替代方案，還可以將第一夾持邊和第四夾持邊在第四鉸接軸處向外延伸，再將延伸出的外端各自通過一個(gè)連桿與連接頭鉸接即可。