1.一種用于膠粘接頭內(nèi)部裂紋擴展試驗的測試系統(tǒng),其包括直流電源(1)、電阻箱(2)、信號采集系統(tǒng)(4)、夾具(5)、疲勞試驗機(6)和若干導線(7),其特征在于:其特征在于::試樣(3)安裝在夾具(5)上,夾具(5)和疲勞試驗機(6)通過螺紋直接相連;將直流電源(1)、電阻箱(2)和試樣(3)通過導線(7)串聯(lián)成閉合回路;信號采集系統(tǒng)(4)通過導線(7)連接在試樣(3)兩端,用于采集試樣(3)兩端的電壓信號,并在信號采集系統(tǒng)(4)的顯示器上顯示;
夾具(5)通過上夾頭(510)的上夾頭螺紋(513)和疲勞試驗機上螺紋(601)連接固定,通過下夾頭固定桿(540)的下夾頭螺紋(543)與疲勞試驗機下螺紋(602)連接在固定;
夾具(5)的上夾頭(510)設有上夾頭扳手夾持面(512);下夾頭固定桿(540)上設有下夾頭扳手夾持面(542);
下夾頭(520)的下夾頭上定位銷孔(522)和下夾頭固定桿(540)的下夾頭下定位銷孔(541)軸線重合時,定位銷(530)插入銷孔,固定夾具(5)的位置,并傳遞來自疲勞試驗機(6)的載荷。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于膠粘接頭內(nèi)部裂紋擴展試驗的測試系統(tǒng),其特征在于:試樣(3)有上螺桿(302)和下螺桿(306),用來安裝在夾具(5)上時,分別和上夾頭(510)上的上夾頭螺紋孔(511)、下夾頭(520)上的下夾頭螺紋孔(521)進行螺紋連接,從而固定試樣(3)。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于膠粘接頭內(nèi)部裂紋擴展試驗的測試系統(tǒng),其特征在于:直流電源(1)、電阻(2)和試樣(3)組成串聯(lián)電路,信號采集系統(tǒng)(4)直接采集試樣(3)兩端的電壓。
4.一種利用權利要求1所述的測試系統(tǒng)進行膠粘接頭內(nèi)部裂紋擴展試驗的測試方法,其特征在于包括以下步驟:
步驟1:制作試樣(3),并清除試樣(3)表面污垢;
該步驟中,將圓金屬片(304)磨平,用丙酮清洗并用砂紙打磨圓金屬片(304)表面,達到膠粘表面條件,將上螺桿(302)與上螺母(303)與墊片(301)配合安裝在金屬片上,在中部預埋圓形玻璃紙代替裂紋,將膠粘劑均勻涂抹在玻璃紙周圍,采用直徑與膠層等厚的銅絲控制膠粘厚度,將兩片圓金屬片(304)粘接在一起,膠層(305)完全固化后試件制備完成;
步驟2:在疲勞試驗機(6)上安裝試樣(3)的夾具(5);
夾具上夾頭(510)、下夾頭固定桿(540)的材料為絕緣尼龍材料,安裝夾具(5)時,將夾具上夾頭(510)、下夾頭固定桿(540)通過螺紋連接分別安裝在疲勞試驗機(6)的上下兩端;
步驟3:在夾具(5)上安裝試樣(3),保證夾具(5)和試樣(3)的對中性;
該步驟中,上夾頭(510)和下夾頭(520)都開有與試樣螺桿(302)相配合的螺紋孔,通過螺紋連接固定試樣(3),并且通過上螺桿(302),下螺桿(306)給試樣(3)施加集中載荷;
步驟4:連接電路,并根據(jù)試樣(3)電阻值,調(diào)節(jié)分壓電阻電阻箱至合適值;
步驟5:將信號采集系統(tǒng)(4)通過導線(7)連接到試樣(3)的兩端,采集試樣(3)兩端的電壓信號,并輸出數(shù)據(jù);
步驟6:確定疲勞實驗測試參數(shù);
根據(jù)試樣(3)的拉伸強度確定疲勞試驗中加載載荷值、載荷比以及加載波形,并根據(jù)信號采集系統(tǒng)(4)的信號采集頻率確定疲勞試驗的加載頻率;
步驟7:在疲勞試驗中設置步驟(6)中確定的疲勞測試參數(shù),同時打開信號采集系統(tǒng)(4)和疲勞試驗機(6),開始測試,直至試樣(3)完全斷裂;
步驟8:根據(jù)疲勞試驗機(6)輸出的力-位移曲線和疲勞循環(huán)次數(shù)以及信號采集系統(tǒng)(4)采集到的電壓-時間曲線得出裂紋長度與電阻之間的關系。
5.根據(jù)權利要求4所述的測試方法,其特征在于;在步驟3中,通過上升疲勞試驗機(6),直至下夾頭(502)與下夾頭固定桿(540)完成配合,下夾頭上定位銷孔(522)、下夾頭下定位銷孔(541)在同一軸線上,將定位銷(530)插入下夾頭上定位銷孔(522)、下夾頭下定位銷孔(541),試樣(3)安裝完畢。
6.根據(jù)權利要求4所述的測試方法,其特征在于;在步驟4中,將直流電源(1)、電阻箱(2)、試樣(3)、導線(7)組成串聯(lián)閉合回路,用歐姆表測量試樣(3)的電阻,并根據(jù)試樣(3)電阻值調(diào)節(jié)電阻箱(2)的電阻值,使得電阻箱(2)的值與試樣(3)電阻相等。