全文摘要
本实用新型公开了一种全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，包括：环境箱，其顶部和底部分别开设有测试孔；其中，纤维增强材料板与预埋件一体化成型并且设置在环境箱中；第一传力杆，其一端穿过环境箱顶部的测试孔与预埋件转动连接，另一端通过力传感器与万能试验机固定连接；连接底座，其为U型底座，连接底座的两侧板分别对称开设有多个连接孔；其中，纤维增强材料板的两侧分别通过夹具可拆卸的连接在连接孔上；第二传力杆，其一端穿过环境箱底部的测试孔与连接底座的底板可动连接，另一端通过力传感器与万能试验机固定连接。该装置能够实现对纤维增强材料板与预埋件连接件在不同环境温度、拉剪比、弯矩下进行连接强度测试。
主设计要求
1.一种全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，其特征在于，包括：环境箱，其顶部和底部分别开设有测试孔，纤维增强材料板与预埋件一体化成型并且设置在所述环境箱中；所述测试孔内根据试验环境温度选择性的安装有密封环；其中，当环境温度高于标准温度时，在环境箱顶部的测试孔中安装密封环；当环境温度低于标准温度时，在环境箱底部的测试孔中安装密封环；第一传力杆，其一端穿过所述环境箱顶部的测试孔并且与所述预埋件转动连接，另一端通过力传感器与万能试验机的一侧钳口固定连接；连接底座，其为U型底座，所述连接底座的两侧板分别对称开设有多个连接孔；第二传力杆，其一端穿过所述环境箱底部的测试孔并且与所述连接底座的底板可动连接，另一端通过力传感器与所述万能试验机的另一侧钳口固定连接；其中，所述纤维增强材料板的两侧分别同时可拆卸的连接在所述连接孔上。
设计方案
1.一种全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，其特征在于，包括：
环境箱，其顶部和底部分别开设有测试孔，纤维增强材料板与预埋件一体化成型并且设置在所述环境箱中；所述测试孔内根据试验环境温度选择性的安装有密封环；其中，
当环境温度高于标准温度时，在环境箱顶部的测试孔中安装密封环；
当环境温度低于标准温度时，在环境箱底部的测试孔中安装密封环；
第一传力杆，其一端穿过所述环境箱顶部的测试孔并且与所述预埋件转动连接，另一端通过力传感器与万能试验机的一侧钳口固定连接；
连接底座，其为U型底座，所述连接底座的两侧板分别对称开设有多个连接孔；
第二传力杆，其一端穿过所述环境箱底部的测试孔并且与所述连接底座的底板可动连接，另一端通过力传感器与所述万能试验机的另一侧钳口固定连接；
其中，所述纤维增强材料板的两侧分别同时可拆卸的连接在所述连接孔上。
2.根据权利要求1所述的全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，其特征在于，所述第一传力杆通过销轴与所述预埋件连接。
3.根据权利要求2所述的全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，其特征在于，所述连接底座的底板上开设有导向槽；以及
所述第二传力杆的一端转动连接直线导轨；
其中，所述直线导轨匹配设置在所述导向槽中。
4.根据权利要求1或3所述的全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，其特征在于，所述纤维增强材料板上安装有夹具，并通过所述夹具可拆卸的连接在所述连接孔上。
5.根据权利要求4所述的全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，其特征在于，所述夹具包括试件压盘和试件支承盘；所述纤维增强材料板设置在所述试件压盘与所述试件支承盘之间，所述试件压盘和所述试件支承盘之间通过螺栓实现夹紧固定。
6.根据权利要求5所述的全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，其特征在于，所述连接孔在呈圆周方向排布。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于纤维增强材料预埋件结构测试技术领域，特别涉及一种全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置。
背景技术
复合材料在工程应用中，必须面临温度环境的问题，温度环境变化对复合材料的性能有很大的影响，因此，必须考虑温度环境的影响。温度环境的变化会使得复合材料内部结构产生破坏，从而导致复合材料自身的性能下降。在复合材料使用过程中，低温环境条件会使得复合材料基体脆性增加，而基体模量也随之增加，而高温环境则会使得基体产生橡胶态，大大降低所有的性能属性。当温度环境变化时，复合材料的性能是呈现出不一样的变化。温度环境变化主要会引起复合材料内部产生应力，这样就会在复合材料工程应用之前，就存在一定的损伤，这就导致不同的温度环境复合材料会有不一样的破坏表现形式。
随着纤维增强材料在车身领域的普遍应用，纤维增强材料车身部件的连接方式的相关研究也在逐步深入。纤维增强材料预埋件作为一种重要的连接方式，应用于安全带固定点、发动机悬置固定点、悬架硬点等结构。纤维增强材料预埋件在汽车服役温度区间内承受不同拉剪比、不同弯矩大小的作用力。
除此之外，纤维增强材料与车身预埋件的胶接层的连接强度随温度变化而变化。温度过低可能导致胶层树脂的结晶，从而使预埋件的连接强度减弱；相反温度过高可能使胶膜软化，也会降低预埋件的连接强度。同时，纤维增强材料在不同温度环境中，由于纤维与树脂基体的热膨胀系数不一致，也会导致基体和纤维\/基体界面的老化，从而影响纤维增强材料的机械性能。因此，温度敏感性是决定纤维增强材料预埋件使用时工作性能以及强度的重要指标。
为了进一步模拟实际工况，有必要设计一种考虑温度影响的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，测试预埋件与纤维增强材料在不同温度环境下，预埋件相对纤维增强材料板在不同拉剪比、不同弯矩大小下的连接强度。
实用新型内容
本实用新型提供了一种全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，其将试件通过加载机构安装在环境箱中，并且当测试温度为高温时，采用上密封结构避免热量耗散；当测试温度为低温时，采用下密封结构避免冷气耗散；以保证环境箱内的温度保持在设定温度，进而保证环境内温度的稳定性，从而实现对纤维增强材料板与预埋件连接件在不同环境温度，预埋件相对纤维增强材料板在不同拉剪比、不同弯矩时的连接强度进行测试试验。
本实用新型提供的技术方案为：
一种全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，包括：
环境箱，其顶部和底部分别开设有测试孔，纤维增强材料板与预埋件一体化成型并且设置在所述环境箱中；所述测试孔内根据试验环境温度选择性的安装有密封环；其中，
当环境温度高于标准温度时，在环境箱顶部的测试孔中安装密封环；
当环境温度低于标准温度时，在环境箱底部的测试孔中安装密封环；
第一传力杆，其一端穿过所述环境箱顶部的测试孔并且与所述预埋件转动连接，另一端通过力传感器与万能试验机的一侧钳口固定连接；
连接底座，其为U型底座，所述连接底座的两侧板分别对称开设有多个连接孔；
第二传力杆，其一端穿过所述环境箱底部的测试孔并且与所述连接底座的底板可动连接，另一端通过力传感器与所述万能试验机的另一侧钳口固定连接；
其中，所述纤维增强材料板的两侧分别同时可拆卸的连接在所述连接孔上。
优选的是，所述第一传力杆通过销轴与所述预埋件连接。
优选的是，所述连接底座的底板上开设有导向槽；以及
所述第二传力杆的一端转动连接直线导轨；
其中，所述直线导轨匹配设置在所述导向槽中。
优选的是，所述纤维增强材料板上安装有夹具，并通过所述夹具可拆卸的连接在所述连接孔上。
优选的是，所述夹具包括试件压盘和试件支承盘；所述纤维增强材料板设置在所述试件压盘与所述试件支承盘之间，所述试件压盘和所述试件支承盘之间通过螺栓实现夹紧固定。
优选的是，所述连接孔在呈圆周方向排布。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型提供的全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，能够实现对纤维增强材料板与预埋件连接件在不同环境温度，预埋件相对纤维增强材料板在不同拉剪比、不同弯矩时的连接强度进行测试试验。
2、本实用新型提供了的全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，其将试件通过加载机构安装在环境箱中，并且当测试温度为高温时，采用上密封结构避免热量耗散；当测试温度为低温时，采用下密封结构避免冷气耗散；以保证环境箱内的温度保持在设定温度，进而保证环境内温度的稳定性，从而提高试验结果的准确性。
3、本实用新型提供的全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，能够根据测试温度调整密封结构，采用两个力传感器同时测力，避免了万能试验机测试过程中，密封环对传力杆上测力的影响，进一步提高了试验准确度。
附图说明
图1为本实用新型所述的全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置总体结构示意图。
图2为本实用新型所述的全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置各部件连接示意图。
图3为本实用新型所述的环境箱内部机构连接示意图。
图4为本实用新型所述的第一传力杆、第二传力杆的销轴连接结构示意图。
图5为本实用新型所述的拉剪比调整方式示意图。
图6为本实用新型所述的弯矩调整方式示意图。
图7为本实用新型所述的密封环结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1-7所示，本实用新型提供了一种全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置，将纤维增强材料板110与预埋件120的连接件作为试件，纤维材料板110的外侧安装夹具，并将试件和夹具整体放置在高低温环境箱200的内部进行测试。高低温环境箱200的顶板和底板上分别对称开设有测试孔210和测试孔220，用于安装测试机构。其中，所述夹具包括试件压盘310和试件支承盘320；纤维增强材料板110设置在试件压盘310与试件支承盘320之间，试件压盘310和试件支承盘320之间通过螺栓实现夹紧固定。
全服役温度区间的纤维增强材料预埋件连接强度测试装置的总体连接关系为：第一传力杆410与力传感器411连接后，上端与电子万能试验机400上钳口固定连接；第一传力杆410的下端穿过高低温环境箱200的顶部测试孔210，并且通过销轴412与预埋件120转动连接。纤维增强材料板110通过试件支承盘320安装在连接底座420上。其中，连接底座420为U型底座，其纵向两端的侧板上开设有多个按圆周方向排布的连接孔421，试件支承盘320的两侧分别通过螺栓连接在连接孔421上。连接底座420的底板上沿横向开设有导向槽422，导向槽内匹配安装有直线导轨430；第二传力杆440与力传感器441连接后，下端与电子万能试验机400下钳口固定连接，上端穿过高低温环境箱200底部测试孔220，并且利用销轴442与直线导轨430转动连接。
总控制器500连接高低温环境箱200和万能试验机400，用于监控调节高低温环境箱200内的试验温度，并且实时显示电子万能试验机400上力传感器411、力传感器441的读数，控制试验的开始、结束及拉伸速率等。
如图5所示，可以通过将试件支承盘320与连接底座420上不同的连接孔421连接，来改变试件支承盘320与连接底座420的连接角度，连接底座420沿直线导轨430的横向位移，以实现第一传力杆410、预埋件120与销轴412的相互配合，改变传力杆与纤维增强材料板110法向的夹角θ，从而实现对预埋件受力拉剪比的调整。如图6所示，通过改变第一传力杆410与预埋件120的连接高度H，来改变所述预埋件受到的弯矩。
该结构利用第一、第二传力杆连接预埋件夹具，使第二传力杆穿过环境箱下部的测试孔，通过设置第二传力杆及直线导轨与连接底座(U型底座)进行配合，既能够满足改变拉剪比时U型底座的位置变化需要，同时又能保证试件在环境箱稳定的环境温度中进行连接强度测试。
高低温环境箱200顶板与底板分别开设有直径100mm的测试孔210和测试孔220，并且选择性的在测试孔210中安装密封环，以及在测试孔220中安装密封环。密封环为可拆卸式，高低温环境箱200内测试温度为高温(高于常温)时采用上密封结构，即在单独在顶部的测试孔210安装密封环，底部测试孔220中不安装密封环，以第二传力杆440连接的力传感器441的读数为标准测量值；测试温度为低温(低于常温)时采用下密封结构，即单独在底部的测试孔220能安装密封环，顶部测试孔210中不安装密封环，以第一传力杆410连接的力传感器411读数为标准测量值；测试温度为常温(20℃)时，两个测试孔中均不安装密封环，以力传感器411与传感器441的读数作为标准测量值均可(传感器411与传感器441的读数相同)。
由于测试温度为高温时，高温热量集中分布在上部，采用上密封结构避免热量耗散；测试温度为低温时，低温气体集中分布在下部，采用下密封结构避免冷气耗散；以保证环境箱内的温度保持在设定温度，进而保证环境内温度的稳定性，从而提高试验结果的准确性。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920065962.3
申请日:2019-01-16
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:82(吉林)
授权编号:CN209624260U
授权时间:20191112
主分类号:G01N 3/18
专利分类号:G01N3/18;G01N3/20;G01N3/24
范畴分类:31E;
申请人:吉林大学
第一申请人:吉林大学
申请人地址:130000吉林省长春市前进大街2699号
发明人:那景新;栾建泽;谭伟;慕文龙;申浩;高原;冯耀;浦磊鑫;任俊铭;纪俊栋
第一发明人:那景新
当前权利人:吉林大学
代理人:姜美洋
代理机构:11369
代理机构编号:北京远大卓悦知识产权代理事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计