(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210636106.5 (22)申请日 2022.06.07 (71)申请人 国营芜湖机 械厂 地址 241000 安徽省芜湖市湾里机场 (72)发明人 靳凯　张平　宣善勇　季国梁　 (74)专利代理 机构 北京汇信合知识产权代理有 限公司 1 1335 专利代理师 戴凤仪 (51)Int.Cl. G01N 3/24(2006.01) G01N 3/20(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 19/04(2006.01) (54)发明名称 一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性测试 装置及方法 (57)摘要 本发明涉及复合材料蜂窝夹层结构测试领 域， 具体是一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性 测试装置及方法， 该测试装置包括相对配合用于 调节位置间距的上导轨和下导轨， 所述的上导轨 上设置有与上导轨滑动配合的若干组上支座， 所 述的下导轨上设置有与下导轨滑动配合的中心 支座和若干组下支座， 所述的上支座、 中心支座 和下支座上均设置有压辊， 其具体步骤如下： A、 对复合材料夹心 板进行层间剪切试验； B、 五点灌 胶； C、 装置组装； D、 弯曲测试； 通过能够组合拼装 并且能够根据实际需要更换部件， 采用类似于积 木的设计， 精确快速的评价层间剪切应力及I型 断裂韧性能； 五点弯曲更利于发现复合材料夹层 板的层间缺陷类问题。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 115096723 A 2022.09.23 CN 115096723 A 1.一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性测试装置， 其特征在于： 包括相对配合用于调 节位置间距的上导轨(1)和下导轨(2)， 所述的上导轨(1)上设置有与上导轨(1)滑动配合的 若干组上支座(5)， 所述的下导轨(2)上设置有与下导轨(2)滑动配合的中心支座(6)和若干 组下支座(7)， 所述的上支座(5)、 中心支座(6)和下支座(7)上均设置有用于提供下压力的 压辊(5)。 2.根据权利要求1所述的一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性测试装置， 其特征在于： 所述的上导轨(1)和下导轨(2)沿长边方向表面均存在有T型槽， 所述的上支座(5)、 中心支 座(6)和下支座(7)上均设置有通过螺 丝用于与T型槽滑动配合的T型块(8)。 3.根据权利要求1所述的一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性测试装置， 其特征在于： 所述的上支座(5)、 中心支座(6)和下支座(7)上均设置有通过螺丝与压辊(5)配合的V型槽 (3)。 4.根据权利要求3所述的一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性测试装置， 其特征在于： 所述的V型槽(3)对应位置存在间隔80mm和140mm的若干组螺纹通孔， 所述的压 辊(5)通过螺 丝与V型槽(3)相连。 5.利用权利要求1至4中任一项所述的一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性测试装置 的方法， 其特 征在于： 其具体步骤如下： (A、 对复合材 料夹心板进行层间剪切试验； (B、 五点灌胶： 根据复合材料夹芯板的预制缺陷的跨距1:2到1:5之间， 得出相应五点弯 曲施力点 位置， 并在此处的蜂窝 位置灌胶防止蜂窝被破坏； (C、 装置组装： 通过螺丝将压辊(4)、 V形槽(3)与上支座(5)、 中心支座(6)、 下支座(7)连 接； 将两个T形块(8)划入上导轨(1)， 根据灌胶位置利用螺丝将T形块(8)与上支座(1)连接； 将一个T形块(8)划入 下导轨(2)， 利用螺丝将T形块(8)与中心支座(6)连接； 根据灌胶位置， 利用螺丝将下导轨(2)与下支座(7)连接； (D、 弯曲测试： 将待测复合材料夹心板根据灌胶位置放在装置下部相应位置， 通过液压 机将上导轨(1)压向下导轨(2)， 利用液压装置将 将上导轨 压向下导轨 完成五点弯曲测试。 6.根据权利要求5所述的一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性测试装置的方法， 其特 征在于： 所述的步骤(A)针对蜂窝夹层结构的分层缺陷扩展演化行为和分层修补后的修补 件的层间断裂韧性的力学行为， 设置5点弯曲层间剪切试验， 用来测试蜂窝板的界面性能以 及修补后的分层行为。 7.根据权利要求5所述的一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性测试装置的方法， 其特 征在于： 所述的步骤(B)需要确定面板/芯子界面II型 断裂韧度GIIC， L为跨度的1/2， a为裂 纹长度， P为下压的作用力。 8.根据权利要求5所述的一种夹芯板层间剪切及II型断裂韧性测试装置的方法， 其特 征在于： 所述的步骤(D)通过比较柔度和能量释放率来分析， 根据一阶剪切变形理论， 脱黏 行为可使试样柔性C更大， 从而提供裂纹驱动力G， 即能量释放率G， 计算步骤是基于裂纹长 度a的表达式推导出 试样的柔度表达式， 而后计算能量释放 率， 其表达式如下 所示： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115096723 A 2其中Di是完好区域的弯曲刚度， 表达式为： 其中Di是损伤脱黏区域的弯曲刚度， 表达式为： Dd＝(1‑α1)D2 试样的整体能量释放 率G计算公式如下： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115096723 A 3