短梁剪切试验夹具(ASTM D2344)。

型号:WTF-SB (不锈钢)

IMG_2729
IMG_2737

图1:标准短梁剪切试验夹具(ASTM D 2344)。

图1的顶部照片显示了一个组装好的短梁剪切测试夹具,但没有安装测试试样。这种夹具通常用于测试复合材料 层间 (穿透性)剪切力,一般符合ASTM标准D2344(参考1)。

ASTM标准D2344从1965年开始实施,现在建议所有类型的材料的试样支撑跨度长度与试样厚度之比为4。因此,一个典型的厚度为0.1英寸的试样将在0.4英寸的支撑跨度长度下进行测试。

为了适应各种层压板的厚度,该夹具的跨度长度可以在整个跨度长度范围内无级调节,最长可达约4.5英寸。底座上刻有刻度标记,以帮助设置所需的跨度长度,将试样支架滑动到所需的位置。然后用所示的内六角螺丝将这些试样支架夹住。

两根直径为0.5英寸的硬化钢制对中柱固定在底座上。含有线性轴承的顶板在这些对准柱上自由上下移动,从而保持两个下部支架和上部装载缸之间的对齐。

两个支架和装载头是硬化的钢筒,每个2.5英寸宽,固定在 v-两端都有小弹簧的凹槽。这使得它们可以旋转,而且如果需要的话,也可以很容易地更换。 除非另有规定,按照ASTM标准D2344的规定,将提供直径为1/8英寸的支架和直径为1/4英寸的装载头。 但是,如果需要的话,也可以提供任何其他直径的支架和装载头。

还可以增加可调节的机械挡块,用于将试样置于夹具的中心,作为一种选择,如下图2所示。

IMG_2822

图2:可调整的试样定心挡板,用于 短梁剪切试验夹具。

该夹具被设计成不受约束地直接放在试验机的底座上。 试验机的加载头可以直接在短梁剪切试验夹具的顶板上施加压缩载荷。 另外,在顶板上有一个0.50"-13 UNC的螺纹孔,如图1的顶部照片所示,可以安装一个可选的适配器,而适配器又可以连接到试验机的十字头。

由于支撑跨度相对较大,即4.5英寸,该夹具也经常用于三点弯曲测试(ASTM D790和D7264)。 而使用下面图3所示的可选可调跨度四点加载头,该夹具也可用于四点弯曲测试(ASTM D6272和D7264)。

IMG_2745

图3:结合三点和四点加载的短梁剪切试验夹具,显示有三点和四点加载头。

然而,对于三点和四点弯曲测试,如果要严格遵守相应的ASTM标准,必须改变加载和支撑缸的直径。短梁剪切标准ASTM D2344规定了0.125 "直径的支撑缸和0.250 "直径的加载缸,而弯曲标准ASTM D790和D6272规定了0.394"(10mm)直径的加载和支撑缸,ASTM D7264规定了0.250 "直径的缸。ISO、EN和其他标准还规定了其他直径。

这种标准之间的不一致是不幸的,因为测试结果实际上受这些相对较小的圆筒直径变化的影响很小(例如,见参考文献2、3、4)。然而,我们可以提供任何需要的直径,而且圆筒很容易互换,因为它们是由弹簧固定的。

在三点或四点加载配置中,短梁夹具也可用于脆性材料的弯曲测试,如陶瓷和陶瓷矩阵复合材料,当加载点和支撑点的衔接是不必要的。当这些脆性试样足够平整时,通常不需要铰接,例如,通过表面研磨。 如果脆性材料中存在试样扭曲或其他不规则现象,可能需要一个完全铰接的陶瓷抗弯强度测试夹具,如我们的WTF-CF型(见D-4节)。

也有一种结合了螺钉可调节的支架(可一起进出)的夹具,如下图4所示。

IMG_2806
IMG_2817

图4:带有螺钉可调节支座的螺钉可调节短梁剪切和/或弯曲试验夹具的前后视图(可选固定跨度四点式装载头和各种备用支座/装载筒直径显示在前景中)。

特殊尺寸的夹具,无论是比标准尺寸大还是小,也可以制作,如下图5所示。

短梁剪切试验夹具_6

图5:标准短梁剪切(ASTM D2344)测试夹具(左)。  特别紧凑的缩小跨度的三/四点式 剪切试验夹具(右)。

其他信息的来源。

1) ASTM标准D2344-13,"用短梁法测定聚合物基复合材料及其层压板的短梁强度",美国测试与材料协会,宾夕法尼亚州西康斯霍克恩(首次出版于1965年)。

 2) D.F. Adams和E.Q. Lewis,"三点和四点剪切试验试样的实验研究"。 复合材料技术与研究》杂志纵观世界各国的发展历程,我们可以发现,中国的经济发展已经进入了一个新的发展阶段,中国的经济发展已经进入了一个新的发展阶段。

3) E.Q. Lewis和D.F. Adams,"复合材料剪切试验方法的评估",报告UW-CMRG-R-91-103,怀俄明大学复合材料研究小组,怀俄明州拉莱米,1991年5月。

4) D.F. Adams和J.M. Busse,"短梁剪切试验方法的建议性修改",49届会议论文集。 国际SAMPE研讨会,加州长滩,2004年5月。