一種精確製作纖維增強塑料複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置和方法
2023-09-21 19:25:45
一種精確製作纖維增強塑料複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置和方法
【專利摘要】本發明關於一種精確製作纖維增強塑料複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置及製作方法。它應用於纖維增強塑料複合材料層壓板壓縮性能測試前期測試件的製備，包括底板，平行固定於底板的數個定位壓條以及位於相鄰兩定位壓條之間的下層加強片，將複合材料層壓板置於下層加強片之上並相連結，並在複合材料層壓板的上方以相同的方式再平行固定上定位壓條及上層加強片，使上層加強片與複合材料層壓板連結。將製作後的複合材料層壓板取出裁切成測試件單體。藉助本發明的裝置及方法可精確控制測試件上下粘結加強片的相對位置和粘接膠層厚度的均勻性，從而可標準化製備測試件，以提高複合材料層壓板壓縮性能測試效率。
【專利說明】一種精確製作纖維增強塑料複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置和方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種複合材料層壓板性能測試輔助裝置，特別涉及一種製作纖維增強塑料複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置及方法。
【背景技術】
[0003]目前，纖維增強塑料複合材料層壓板壓縮性能的測試在科研、生產、質量控制及仲裁等領域均有廣泛應用。最常用的測試方法是將加強片對稱粘接在板材的上下兩側表面，且板材同一側表面的兩個相鄰加強片留出一定寬度的間隔，該間隔作為測試時預定的測試件斷裂位置，由此而製成測試件(如標準ISO 14126及GB/T 3856所述)。
[0004]目前在纖維增強塑料複合材料層壓板的壓縮試驗中，加強片與待測試的複合材料層壓板之間的粘結大多數採用手工直接粘接，因人為影響因素大，使加強片粘結的位置不夠精確，粘結膠厚度塗抹不均勻，測試件尺寸不能完全符合測試標準要求。由此造成在進行壓縮性能測試時，測試件斷裂位置往往發生在壓縮段根部或加強片內部，形成「無效斷裂」的結果，因此使測試件在測試中產生的廢品率增高，試驗數據離散度增大，不能獲得準確的複合材料層壓板壓縮力學性能參數
【發明內容】
[0005]為了克服複合材料加強片粘結相對位置不準確情況，並保證結構膠塗抹均勻，測試件製作一致的目的，本發明提`供了一種精確製作複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置以及方法。
[0006]本發明的精確製作纖維增強塑料複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置包括:一個底板，該底板兩側間隔地形成數個固定部；數個下定位壓條，所述各下定位壓條的兩端通過該底板兩側的固定部平行固定於該底板上，於兩個相鄰下定位壓條之間形成下容置部；數個下層加強片，分別設於該下容置部內，各該下層加強片與對應的下容置部相匹配，於該數個下層加強片及該數個下定位壓條所共同形成的表面上平置一待測試的複合材料層壓板，各下層加強片與待測複合材料層壓板連結；數個上定位壓條，分別對應各下定位壓條的位置而設於待測試的複合材料層壓板上，且各上定位壓條的兩端藉助所述固定部固定，於兩個相鄰上定位壓條之間形成上容置部；數個上層加強片，分別設於該上容置部內，各該上層加強片與對應的上容置部相匹配，各上層加強片與待測複合材料層壓板連結；一個整體壓板，設於該數個上層加強片及該數個上定位壓條所共同形成的表面上。
[0007]如上所述的製作複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置，於該下層加強片與複合材料層壓板之間，以及上層加強片與複合材料層壓板之間設有一層結構膠層。
[0008]如上所述的製作複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置，所述數個下定位壓條和上定位壓條為規格一致的標準件。定位壓條寬度由相關測試標準給定(如ISO 14126,GB/T3856)。
[0009]如上所述的製作複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置，所述數個下層加強片和上層加強片為規格一致的標準件。
[0010]如上所述的製作複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置，所述底板兩側分別設有側面擋板，於該側面擋板形成所述的固定部。
[0011]如上所述的製作複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置，所述固定部為形成於該側面擋板的數個間隔的槽口，該槽口的底部與底板的上表面平齊。
[0012]如上所述的製作複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置，所述上、下定位壓條的兩端設有止擋部，該上、下定位壓條由該槽口的開口插入，而藉助止擋部固定於側面擋板。
[0013]如上所述的製作複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置，所述各加強片的厚度比各定位壓條的厚度薄約0.2mm。
[0014]如上所述的製作複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置，所述側面擋板以固定件鎖固於底板兩側端。
[0015]一種運用本發明的裝置，製作複合材料層壓板壓縮性能測試件的方法，其步驟包括:
(1)、在底板上平行地固定數個下定位壓條，相鄰兩個下定位壓條之間設下層加強片；
(2)、在下層加強片的上表面塗抹一層一定厚度的結構膠層；
(3)、將待測的複合材料層壓板平置於下層加強片及下定位壓條所共同組成的平面上，並採用一均勻作用力向下壓該待測的複合材料層壓板，使多餘的結構膠溢出；
(4)、在待測的複合材料層壓板的上表面，固定數個上定位壓條，使各上定位壓條與複合材料層壓板下表面的下定位壓條一一對稱設於複合材料層壓板兩側，相鄰兩個上定位壓條之間設上層加強片，在上層加強片的下表面塗抹一層一定厚度的結構膠層；
(5)、將一個整體壓板平置於該上層加強片及上定位壓條所共同組成的平面上；
(6)、待結構膠固化後，取出複合材料層壓板，將上、下定位壓條取下，將複合材料層壓板切割成測試件單體。
[0016]藉助本發明的裝置及方法，所製作的測試件滿足實驗標準規定，避免人為手工因素帶來的不利影響。定位壓條的尺寸可標準化製作，且通過側面擋板的槽口實現定位，由於各定位片與各加強片的厚度差一致，使測試件結構膠膠層厚度均勻一致，受力夾持段的任何切面處厚度一致，以保證測試件粘結的準確性、破壞的有效性和測試結果的準確性。本發明可根據需要增加底板的長度、定位壓條及加強片的數量，使測試件可批量製作，加快生產速度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的俯視圖。
[0018]圖2是本發明的剖面圖。
[0019]圖3是本發明的A-A剖視圖。
[0020]圖4是本發明的測試件。
[0021]圖5為本發明使用狀態立體圖。[0022]圖中:1.本發明裝置，2.整體壓板，3.上層加強片，4、4』上、下定位壓條，5.底板，6，側面擋板，7圓頭螺釘，8，下層加強片，9複合材料層壓板。
【具體實施方式】
[0023]在圖1-2中，底板5上方設有整體壓板2，下層加強片8、下定位壓條4』，複合材料層壓板9，上定位壓條4以及上層加強片3。在底板5的兩側端設有兩個側面擋板6，在側面擋板6上間隔地開設有槽口 61，所述槽口 61作為上、下定位壓條的固定部。側面擋板6以圓頭螺釘7固定於底板5的兩側端。槽口 61的底端較佳與底板5的上表面相平齊。
[0024]結合圖5所示，上、下定位壓條4、4』具有標準一致的規格，該規格滿足複合材料層壓板壓縮性能測試的標準，其寬度為預定寬度，例如滿足如ISO 14126，GB/T 3856規定。上、下定位壓條4、4』藉助插設於槽口 61內進行定位，且在各上、下定位壓條4、4』的兩端設有止擋部，待定位壓條從槽口的開口處置入該槽口內後，各定位壓條以其止擋部固定於兩側面擋板6之間。上下層加強片3、8亦可製作成規格一致的標準件，其大小恰好可以放置於兩個上定位壓條4 (或兩個下定位壓條4』 )之間形成容置部內。
[0025]另再參見圖2所示，較佳使各加強片的厚度比定位壓條薄約0.2mm，用於控制整個測試件粘接膠膠層厚度均勻一致並使測試件夾持段的任一橫截面厚度相等，其夾持段是指兩側對應設有加強片的部分。
[0026]底板5的長度可可根據需要進行設計，通常以保證可切割10個測試件為宜。同時為保證壓條4、4』的平整度及強度，底板5的長度可設計在6-20個測試件寬度距離。
[0027]參見圖5所示，藉助本發明的裝置精確製作複合材料層壓板壓縮性能測試件的方法包括:
(I )、在底板5上平行地固定數個下定位壓條4』，相鄰兩個下定位壓條4』之間設下層加強片8 ;所述下定位壓條4』從槽口 61的開口部置入，並藉助定位壓條4』的止擋部固定於兩側面擋板6之間。
[0028](2)、在下層加強片8的上表面塗抹一層一定厚度的結構膠層；較佳為大於等於
0.2mm厚度的膠層；
(3)、將待測的複合材料層壓板9平置於下層加強片8及下定位壓條4』所共同組成的平面上，並採用一均勻作用力向下壓該待測的複合材料層壓板9，使多餘的結構膠從周圍溢出；
(4)、在待測的複合材料層壓板的上表面，固定數個上定位壓條4，使各上定位壓條4與複合材料層壓板9下表面的下定位壓條4』 一一對稱設於複合材料層壓板9兩側面，相鄰兩個上定位壓條4之間形成又一容置部，容置部內設上層加強片3，在上層加強片3的下表面塗抹一層一定厚度的結構膠層，較佳為大於等於0.2_厚度的膠層；上定位壓條4也是固定於槽口 61內，通過上定位壓條4的止擋部在兩個側面擋板6之間形成固定。
[0029](5)、將一個整體壓板2平置於該上層加強片3及上定位壓條4所共同組成的平面上；整體壓板2為一個各處厚度均勻，比重較大的平面板材，用於提供壓力，使上下層加強片與複合材料層壓板9之間結合牢固。
[0030](6)、待結構膠固化後，取出待測試的複合材料層壓板9，將定位壓條4、4』從層壓板9上取下，切割成標準的測試件單體進行試驗。如圖4所示，測試件由上層加強片3，中間複合層壓板9及下層加強片8組成。測試件中上層加強片3及下層加強片8的相對位置尺寸由定位壓條4、4』進行定位保證。
【權利要求】
1.一種精確製作纖維增強塑料複合材料層壓板壓縮性能測試件的裝置，其特徵包括: 一個底板，該底板兩側間隔地形成數個固定部； 數個下定位壓條，所述各下定位壓條的兩端通過該底板兩側的固定部平行固定於該底板上，於兩個相鄰下定位壓條之間形成下容置部； 數個下層加強片，分別設於該下容置部內，各該下層加強片與對應的下容置部相匹配，於該數個下層加強片及該數個下定位壓條所共同形成的表面上平置一待測試的複合材料層壓板，各下層加強片與待測複合材料層壓板連結； 數個上定位壓條，分別對應各下定位壓條的位置而設於待測試的複合材料層壓板上，且各上定位壓條的兩端藉助所述固定部固定，於兩個相鄰上定位壓條之間形成上容置部； 數個上層加強片，分別設於該上容置部內，各該上層加強片與對應的上容置部相匹配，各上層加強片與待測複合材料層壓板連結； 一個整體壓板，設於該數個上層加強片及該數個上定位壓條所共同形成的表面上。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於:於該下層加強片與複合材料層壓板之間，以及上層加強片與複合材料層壓板之間設有一層結構膠層。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於:所述數個下定位壓條和上定位壓條為規格一致的標準件。
4.如權利要求3所述的裝置，其特徵在於:所述數個下層加強片和上層加強片為規格一致的標準件。
5.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於:所述底板兩側分別設有側面擋板，於該側面擋板形成所述的固定部。
6.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於:所述固定部為形成於該側面擋板的數個間隔的槽口，該槽口的底部與底板的上表面平齊。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於:所述上、下定位壓條的兩端分別設有止擋部，該上、下定位壓條由該槽口的開口置入，而藉助止擋部固定於兩個側面擋板之間。
8.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於:所述各加強片的厚度比各定位壓條的厚度薄約0.2_。
9.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於:所述側面擋板以固定件鎖固於底板兩側端。
10.一種運用權利要求1-9任一項所述的裝置，精確製作複合材料層壓板壓縮性能測試件的方法，其步驟包括: (1)在底板上平行地固定數個下定位壓條，相鄰兩個下定位壓條之間設下層加強片； (2)在下層加強片的上表面塗抹一層一定厚度的結構膠層； (3)將待測的複合材料層壓板平置於下層加強片及下定位壓條所共同組成的平面上，並採用一均勻作用力向下壓該待測的複合材料層壓板，使多餘的結構膠溢出； (4)在待測的複合材料層壓板的上表面，固定數個上定位壓條，使各上定位壓條與複合材料層壓板下表面的下定位壓條一一對稱設於複合材料層壓板兩側，相鄰兩個上定位壓條之間設上層加強片，在上層加強片的下表面塗抹一層一定厚度的結構膠層； (5)將一個整體壓板平置於上層加強片及上定位壓條所共同組成的平面上； (6)待結構膠固化後，取出複合材料層壓板，將上、下定位壓條取下，將複合材料層壓板切割成測試件單體。
【文檔編號】G01N1/28GK103674634SQ201210343826
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月17日 優先權日:2012年9月17日
【發明者】王棟, 陳志強, 王紀星, 邢曉坡, 汪澤軍, 李小波, 楊會京 申請人:中航惠騰風電設備股份有限公司