陶瓷基复合材料面内剪切基体裂纹原位分析装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112067466A(43)申请公布日2020.12.11(21)申请号202010692870.5(22)申请日2020.07.17(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人于国强宋迎东高希光杜金康谢楚阳贾蕴发张盛(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司32252代理人张明浩(51)Int.Cl.G01N3/24(2006.01)G01N3/02(2006.01)G01N29/14(2006.01)G01B11/02(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图4页(54)发明名称陶瓷基复合材料面内剪切基体裂纹原位分析装置及方法(57)摘要本发明涉及陶瓷基复合材料面内剪切基体裂纹原位分析装置，包括面内剪切试样以及试验系统；面内剪切试样由陶瓷基纤维束复合材料、两片加强片和两片压板组成，陶瓷基纤维束复合材料的前端和后端分别放置在两片加强片的低端部分上，试验系统包括原位加载台、光学显微镜、计算机、载荷指示器和声发射传感器；原位加载台包括摇杆、齿轮箱、螺纹杆、左夹头、右夹头、底座、力传感器、销钉和支撑架；原位加载台安装在光学显微镜的载物台上；声发射传感器通过线缆与计算机相连。本发明具有可以实现陶瓷基纤维束复合材料面内剪切基体裂纹扩展规律的原位分析的优点。CN112067466ACN112067466A权利要求书1/3页1.陶瓷基复合材料面内剪切基体裂纹原位分析装置，其特征是：包括面内剪切试样以及试验系统；所述的面内剪切试样由陶瓷基纤维束复合材料(1)、两片加强片(2)和两片压板(4)组成，所述的加强片(2)的一角向外伸出，该伸出部分外端形成凹下的阶梯，使得加强片(2)伸出部形成高端部分(203)和低端部分(202)，两片加强片(2)左右相对设置，使得两个加强片(2)的伸出部一前一后地位于两个加强片(2)之间，所述的陶瓷基纤维束复合材料(1)的前端和后端分别放置在两片加强片(2)的低端部分(202)上，压板(4)压在低端部分(202)上，将陶瓷基纤维束复合材料(1)的前端和后端压紧固定在加强片(2)的伸出部，所述的陶瓷基纤维束复合材料(1)中纤维单丝(101)沿着陶瓷基纤维束复合材料(1)前后方向延伸，所述的陶瓷基纤维束复合材料(1)两端的下表面通过环氧树脂胶(3)与低端部分(202)粘贴固定，陶瓷基纤维束复合材料(1)两端的上表面通过环氧树脂胶(3)与压板(4)粘贴固定，所述的加强片(2)中间开有若干个第一通孔(201)；所述的试验系统包括原位加载台(5)、光学显微镜(6)、计算机(7)、载荷指示器(8)和声发射传感器(9)；所述的原位加载台(5)包括摇杆(501)、齿轮箱(502)、螺纹杆(503)、左夹头(504)、右夹头(505)、底座(506)、力传感器(507)、销钉(508)和支撑架(510)；所述的底座(506)为底板水平、两端竖直翘起的C形结构，底座(506)左端开有第三螺纹孔(506a)，右端与第三螺纹孔(506a)相对的位置开有第二通孔(506b)；所述的左夹头(504)和右夹头(505)为结构完全相同并且中心开有固定通孔(505b)的C形结构，左夹头(504)左端具有第一螺纹孔(504a)，右夹头(505)的右端具有第二螺纹孔(505a)，力传感器(507)位于左夹头(504)和底座(506)左端之间，力传感器(507)的两端通过螺纹头(507a)分别与第三螺纹孔(506a)和左夹头(504)的第一螺纹孔(504a)固定连接，所述的齿轮箱(502)固定在底座(506)右端的右侧，螺纹杆(503)穿过第二通孔(506b)，螺纹杆(503)左端与右夹头(505)的第二螺纹孔(505a)铰接，右端与齿轮箱(502)传动连接，所述的第二通孔(506b)内设螺纹，所述的螺纹杆(503)能在第二通孔(506b)内旋动，从而带动右夹头(505)一起左右移动，所述的摇杆(501)与齿轮箱(502)连接，摇杆(501)摇动时，齿轮箱(502)能带动螺纹杆(503)旋转，两片加强片(2)分别能放入左夹头(504)和右夹头(505)的C形口中，同时固定通孔(505b)与第一通孔(201)对齐，销钉(508)同时穿过固定通孔(505b)和第一通孔(201)将两片加强片(2)分别与左夹头(504)和右夹头(505)固定连接，所述的支撑架(510)的两端分别可拆卸地固定在底座(506)的左端和右端，用于为底座(506)两端提供支撑力，所述的原位加载台(5)安装在光学显微镜(6)的载物台(601)上；所述的光学显微镜(6)具有旋钮(602)用于控制载物台(601)发生面内移动，使光学显微镜(6)正对着加强片(2)