本發(fā)明涉及材料性能測(cè)試，尤其是涉及一種內(nèi)嵌式薄型無(wú)機(jī)玻璃自適應(yīng)剪切測(cè)試裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、無(wú)機(jī)硅酸鹽玻璃在建筑、汽車(chē)、電子等眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，其剪切強(qiáng)度是衡量玻璃力學(xué)性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。在實(shí)際生產(chǎn)與研發(fā)過(guò)程中，準(zhǔn)確測(cè)定薄型無(wú)機(jī)硅酸鹽玻璃的剪切強(qiáng)度對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量把控、新材料研發(fā)以及工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全評(píng)估至關(guān)重要。

2、傳統(tǒng)用于脆性材料的剪切試驗(yàn)夾具主要有astmd5379和astmd7078兩種類型。其中，astmd5379適用于厚度較大的材料，但對(duì)于尺寸較小或厚度較薄的試樣并不適用。而astmd7078通過(guò)夾持結(jié)構(gòu)對(duì)薄型材料進(jìn)行剪切測(cè)試，盡管能夠一定程度上解決尺寸限制問(wèn)題，但該方法對(duì)加工精度要求較高，且在試驗(yàn)過(guò)程中容易出現(xiàn)試樣滑移或偏移，導(dǎo)致額外應(yīng)力的產(chǎn)生。此外，薄型無(wú)機(jī)玻璃

3、質(zhì)地脆硬、表面光滑，在夾持過(guò)程中極易因局部應(yīng)力集中而破裂，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果誤差極大甚至無(wú)法完成測(cè)試；而且傳統(tǒng)裝置難以確保加載力均勻、精準(zhǔn)地作用于玻璃試件的剪切平面，無(wú)法真實(shí)反映玻璃在實(shí)際工況下所承受的剪切應(yīng)力狀態(tài)，嚴(yán)重影響了對(duì)無(wú)機(jī)硅酸鹽玻璃剪切性能的科學(xué)評(píng)估與有效利用。另一方面，在加載力施加環(huán)節(jié)，常規(guī)裝置很難保障作用力精準(zhǔn)、均勻地作用于玻璃試件那脆弱的剪切平面，易受部件加工精度、裝配誤差等因素干擾，出現(xiàn)力的偏向、集中，無(wú)法模擬玻璃在實(shí)際復(fù)雜工況下所經(jīng)受的均勻剪切應(yīng)力狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)嵌式薄型無(wú)機(jī)玻璃自適應(yīng)剪切測(cè)試裝置及方法，能夠穩(wěn)定、精準(zhǔn)地夾持試件，均勻施加剪切力，有效避免試件破損，從而準(zhǔn)確測(cè)定其剪切強(qiáng)度，滿足科研、生產(chǎn)等多領(lǐng)域?qū)o(wú)機(jī)硅酸鹽玻璃力學(xué)性能精確測(cè)試的迫切需求。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種內(nèi)嵌式薄型無(wú)機(jī)玻璃自適應(yīng)剪切測(cè)試裝置及方法，包括夾持單元，所述夾持單元包括上夾具與下夾具，所述上夾具和下夾具的夾持面形狀與試樣形狀相匹配，所述上夾具與所述下夾具通過(guò)滑軌配合連接，所述上夾具上表面設(shè)有第一自適應(yīng)固定單元，所述下夾具下表面設(shè)有第二自適應(yīng)固定單元。

3、優(yōu)選的，所述上夾具和下夾具之間通過(guò)雙滑軌結(jié)構(gòu)相配合連接，僅允許上夾具和下夾具沿直線上下滑移，所述下夾具上表面固定設(shè)有平行直線導(dǎo)軌，所述上夾具下表面貫穿設(shè)有限位孔，所述導(dǎo)軌豎直插入所述限位孔內(nèi)部。

4、優(yōu)選的，所述第一自適應(yīng)固定單元包括第一固定安裝部、第一固定螺絲、第一萬(wàn)向節(jié)，所述第一萬(wàn)向節(jié)與所述上夾具上表面固定連接，所述第一固定安裝部一端與所述第一萬(wàn)向節(jié)通過(guò)所述第一固定螺絲相連接，所述第一固定安裝部另一端與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)加載端相連。

5、優(yōu)選的，所述第二自適應(yīng)固定單元包括第二固定安裝部、第二固定螺絲、第二萬(wàn)向節(jié)，所述第二萬(wàn)向節(jié)與所述下夾具下表面固定連接，所述第二固定安裝部一端與所述第二萬(wàn)向節(jié)連接關(guān)系同上，所述第二固定安裝部另一端與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)底座固定連接。

6、優(yōu)選的，所述上夾具與所述下夾具的試樣安裝槽底部設(shè)有樣品固定器，所述試樣安裝槽上方開(kāi)口處設(shè)有壓頭蓋片，所述壓頭蓋片與所述樣品固定器配合用于固定玻璃試樣，防止其從安裝槽內(nèi)脫落。

7、優(yōu)選的，所述上夾具和下夾具的夾持面上均勻分布有多個(gè)硅膠墊片，所述硅膠墊片用于增加對(duì)玻璃試樣的摩擦力，并避免損傷玻璃試樣表面。

8、優(yōu)選的，所述雙滑軌結(jié)構(gòu)還配合有限位導(dǎo)軌，所述限位導(dǎo)軌用于進(jìn)一步優(yōu)化上夾具和下夾具在測(cè)試過(guò)程中的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度。

9、優(yōu)選的，所述一種內(nèi)嵌式薄型無(wú)機(jī)玻璃自適應(yīng)剪切測(cè)試裝置的測(cè)試方法如下：

10、s1.將下夾具通過(guò)第二固定安裝部安裝在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的底座上，并校準(zhǔn)確保下夾具的夾持面與底座表面平行度誤差不超過(guò)±0.05mm；

11、s2.將待測(cè)試的薄型無(wú)機(jī)玻璃試樣放置在夾持單元中，并用樣品固定器和壓頭蓋片固定好，然后，將上夾具通過(guò)第一固定安裝部與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的加載系統(tǒng)相連；

12、s3.啟動(dòng)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，選擇位移控制模式，并打開(kāi)數(shù)據(jù)采集軟件，設(shè)置合適的采集頻率和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)路徑；

13、s4.啟動(dòng)加載系統(tǒng)，以0.5mm/min的位移加載速率對(duì)試樣施加剪切力；

14、s5.當(dāng)試樣斷裂時(shí)，加載系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)到力的下降并停止加載，此時(shí)，數(shù)據(jù)采集軟件會(huì)記錄整個(gè)測(cè)試過(guò)程中的位移和力數(shù)據(jù)；

15、s6.根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出薄型無(wú)機(jī)玻璃的剪切強(qiáng)度。

16、因此，本發(fā)明采用上述一種內(nèi)嵌式薄型無(wú)機(jī)玻璃自適應(yīng)剪切測(cè)試裝置及方法，能夠穩(wěn)定、精準(zhǔn)地夾持試件，均勻施加剪切力，有效避免試件破損，從而準(zhǔn)確測(cè)定其剪切強(qiáng)度，滿足科研、生產(chǎn)等多領(lǐng)域?qū)o(wú)機(jī)硅酸鹽玻璃力學(xué)性能精確測(cè)試的迫切需求。

17、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

技術(shù)特征：

1.一種內(nèi)嵌式薄型無(wú)機(jī)玻璃自適應(yīng)剪切測(cè)試裝置，其特征在于：包括夾持單元，所述夾持單元包括上夾具與下夾具，所述上夾具和下夾具的夾持面形狀與試樣形狀相匹配，所述上夾具與所述下夾具通過(guò)滑軌配合連接，所述上夾具上表面設(shè)有第一自適應(yīng)固定單元，所述下夾具下表面設(shè)有第二自適應(yīng)固定單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)嵌式薄型無(wú)機(jī)玻璃自適應(yīng)剪切測(cè)試裝置，其特征在于：所述上夾具和下夾具之間通過(guò)雙滑軌結(jié)構(gòu)相配合連接，僅允許上夾具和下夾具沿直線上下滑移，所述下夾具上表面固定設(shè)有平行直線導(dǎo)軌，所述上夾具下表面貫穿設(shè)有限位孔，所述導(dǎo)軌豎直插入所述限位孔內(nèi)部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)嵌式薄型無(wú)機(jī)玻璃自適應(yīng)剪切測(cè)試裝置，其特征在于：所述第一自適應(yīng)固定單元包括第一固定安裝部、第一固定螺絲、第一萬(wàn)向節(jié)，所述第一萬(wàn)向節(jié)與所述上夾具上表面固定連接，所述第一固定安裝部一端與所述第一萬(wàn)向節(jié)通過(guò)所述第一固定螺絲相連接，所述第一固定安裝部另一端與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)加載端相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種內(nèi)嵌式薄型無(wú)機(jī)玻璃自適應(yīng)剪切測(cè)試裝置，其特征在于：所述第二自適應(yīng)固定單元包括第二固定安裝部、第二固定螺絲、第二萬(wàn)向節(jié)，所述第二萬(wàn)向節(jié)與所述下夾具下表面固定連接，所述第二固定安裝部一端與所述第二萬(wàn)向節(jié)連接關(guān)系同上，所述第二固定安裝部另一端與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)底座固定連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種內(nèi)嵌式薄型無(wú)機(jī)玻璃自適應(yīng)剪切測(cè)試裝置，其特征在于：所述上夾具與所述下夾具的試樣安裝槽底部設(shè)有樣品固定器，所述試樣安裝槽上方開(kāi)口處設(shè)有壓頭蓋片，所述壓頭蓋片與所述樣品固定器配合用于固定玻璃試樣，防止其從安裝槽內(nèi)脫落。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種內(nèi)嵌式薄型無(wú)機(jī)玻璃自適應(yīng)剪切測(cè)試裝置，其特征在于：所述上夾具和下夾具的夾持面上均勻分布有多個(gè)硅膠墊片，所述硅膠墊片用于增加對(duì)玻璃試樣的摩擦力，并避免損傷玻璃試樣表面。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種內(nèi)嵌式薄型無(wú)機(jī)玻璃自適應(yīng)剪切測(cè)試裝置，其特征在于：所述雙滑軌結(jié)構(gòu)還配合有限位導(dǎo)軌，所述限位導(dǎo)軌用于進(jìn)一步優(yōu)化上夾具和下夾具在測(cè)試過(guò)程中的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的一種內(nèi)嵌式薄型無(wú)機(jī)玻璃自適應(yīng)剪切測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征在于，該測(cè)試方法包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種內(nèi)嵌式薄型無(wú)機(jī)玻璃自適應(yīng)剪切測(cè)試裝置及方法，屬于材料性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，包括夾持單元，所述夾持單元包括上夾具與下夾具，所述上夾具和下夾具的夾持面形狀與試樣形狀相匹配，所述上夾具與所述下夾具通過(guò)滑軌配合連接，所述上夾具上表面設(shè)有第一自適應(yīng)固定單元，所述下夾具下表面設(shè)有第二自適應(yīng)固定單元。本發(fā)明采用上述的一種內(nèi)嵌式薄型無(wú)機(jī)玻璃自適應(yīng)剪切測(cè)試裝置及方法，能夠穩(wěn)定、精準(zhǔn)地夾持試件，均勻施加剪切力，有效避免試件破損，從而準(zhǔn)確測(cè)定其剪切強(qiáng)度，滿足科研、生產(chǎn)等多領(lǐng)域?qū)o(wú)機(jī)硅酸鹽玻璃力學(xué)性能精確測(cè)試的迫切需求。

技術(shù)研發(fā)人員：曹東風(fēng),麻宇豪,陳賀坤,冀運(yùn)東,陶海征,池晴佳,劉炳文,樊文林,李書(shū)欣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15