一种用于干法缠绕预浸料的黏性测试方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于干法缠绕预浸料的黏性测试方法及系统，用于预浸料层间黏性物理量的测定，该黏性测试系统包括万能试验机和剥离装置，所述剥离装置搭载于万能试验机上使用，所述剥离装置包括底座、安装拆卸机构、剥离定位机构和旋转机构；该黏性测试方法主要包括以下步骤：S10：定长备料；S20：缠绕试件；S30：安装定位；S40：剥离测量；S50：计算分析。本发明专利技术通过采用分段式测量的方法，并通过差值计算获得预浸料黏性性能的力学参数，可定量且准确地测定表征预浸料干法缠绕时层间黏性的物理量，且排除了预浸料的折弯刚度因素、拉动模具旋转施加的旋转阻力等对测量结果产生的不利影响，提高了测量结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于干法缠绕预浸料的黏性测试方法及系统
本专利技术涉及材料性能测试
，特别是涉及一种用于干法缠绕预浸料的黏性测试方法及系统。
技术介绍
预浸料黏性是指在较短的接触时间与接触压力下，预浸料与其他物件表面所形成一种不完全的粘结特性，其作为决定预浸料是否适合贴合使用要求的关键因素。在复合材料干法缠绕成型工艺中，预浸料在一定张力作用下逐层粘贴在模具表面上，要求预浸料在一个合理的黏性范围，当黏性不足时，容易产生滑移、架桥等铺放缺陷；而黏性过大时，则不利于铺层有误时调整重铺，也不利于预浸料与背衬纸剥离，且会给预浸料的输送带来困难。因此，准确地测定出用于表征预浸料黏性的物理量是提高干法缠绕质量的前提之一，但由于缺乏准确有效且定量的测定方法，导致人们在描述干法缠绕预浸料的黏性时，通常只根据经验评估，或者利用一些传统方法进行定性测量，比如：(1)滚球法：把规定尺寸和质量的塑料小球放在贴有预浸料的45°斜坡上，让小球向下滚动，通过小球的滚动情况究预浸料的黏性；(2)撕裂法：把两片预浸料贴合在一起，通过施加压力而后撕裂，以规定负荷下两片预浸料完全撕裂分离的时间作为表征其黏性的指标；(3)粘贴分离法：将两片规定尺寸的预浸料试片，依次粘贴在基板上，于规定温度和湿度下，将基板垂直放置30分钟，如果两片预浸料不彼此分离，即认为粘性合格。但这些方法都不适用于表征干法缠绕在曲面上的层间粘结性。此外，由于预浸料本身特性所限，导致传统测量装置难以消除预浸料自身弯曲刚度对测试结果造成的影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于干法缠绕预浸料的黏性测试方法及系统，可定量且准确地测定表征预浸料干法缠绕时层间黏性的物理量，并能够消除预浸料自身弯曲刚度对测试结果造成的影响。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种用于干法缠绕预浸料的黏性测试系统，用于预浸料层间黏性物理量的测定，包括万能试验机和剥离装置，所述剥离装置搭载于万能试验机上使用，所述剥离装置包括底座、安装拆卸机构、剥离定位机构和旋转机构；所述底座横向固定于万能试验机的下支座顶部；所述安装拆卸机构设置于底座的顶部，用于旋转机构的安装和拆卸；所述旋转机构包括转动轴和固定于转动轴中部的环向模具，用于预浸料试样的缠绕和剥离；所述剥离定位机构包括U形结构的龙门架和转动安装于龙门架上的剥离轮毂，用于预浸料试样剥离过程的导向。优选的，所述安装拆卸机构包括直线导轨、滑块、移动垫块、固定垫块、移动调心轴承和固定调心轴承；所述直线导轨固定安装于底座的顶部，所述滑块滑动安装于直线导轨的顶部，所述移动垫块固定安装于滑块的顶部，所述移动调心轴承安装于移动垫块的顶部；所述固定垫块位于直线导轨的一端部并固定安装于底座上，所述固定调心轴承安装于固定垫块的顶部。优选的，所述转动轴的两端分别安装于移动调心轴承和固定调心轴承内，且移动调心轴承和固定调心轴承在环向模具的两侧对称设置。优选的，所述滑块上设置有锁紧螺钉，用于滑块在直线导轨上的位置固定。优选的，所述剥离轮毂位于环向模具的上方，且剥离轮毂轴线与环向模具轴线的水平间距与剥离轮毂的半径值R相等，剥离轮毂圆周面与环向模具圆周面的最小距离与预浸料试样的厚度相等。本专利技术还提供了一种用于干法缠绕预浸料的黏性测试方法，基于上述的用于干法缠绕预浸料的黏性测试系统，主要包括以下步骤：S10：定长备料：将干法缠绕预浸料沿纤维方向依次选取第一缠绕区的长度为L、第二测试区的长度为L2、第一测试区的长度为L1和夹持区的长度为M，去除第一缠绕区的预浸料背衬纸，保留第二测试区、第一测试区和夹持区的预浸料背衬纸；S20：缠绕试件：对预浸料试样施加一定张力和温度，以设定的速率从第一缠绕区开始缠绕使其背面粘贴至旋转机构的环向模具圆周面上；S30：安装定位：将带有预浸料试件的旋转机构安装于安装拆卸机构上，调整旋转机构的位置，使预浸料试件位于测试位置，将预浸料试件的夹持区绕过剥离轮毂并夹持在万能试验机的夹头上；S40：剥离测量：通过万能试验机的夹头对预浸料试样的夹持区一端施加一定剥离拉力，带动环向模具旋转使预浸料试样连续均匀地从环向模具上剥离，并获取第一测试区长度段内的剥离力P1和第二测试区长度段内的剥离力P2；S50：计算分析：对获取的实验数据采用相应的公式计算表征预浸料黏性的物理量，分析预浸料试样的黏性性能。优选的，在步骤S10中，第一缠绕区的长度L≥C，第二测试区的长度L2＝C，其中C为环向模具(242)的周长，C＝2πR，R为环向模具(242)的半径。优选的，在步骤S10中，第一缠绕区的长度L＝2C，第二测试区的长度L2＝C，第一测试区的长度L1＝(1/4)C，夹持区的长度M＝(1/4)C，其中C为环向模具的周长，C＝2πR，R为环向模具的半径。优选的，在步骤S50中，采用公式F1＝(P2-P1)/B计算表征预浸料黏性的物理量，其中B为预浸料试样的宽度。优选的，步骤S20、步骤S30和步骤S40在相同的环境条件下进行操作。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果如下：1.本专利技术通过采用分段式测量的方法，并通过差值计算获得预浸料黏性性能的力学参数，可定量且准确地测定表征预浸料干法缠绕时层间黏性的物理量，且消除了剥离轮毂与预浸料间的黏性力误差，排除了预浸料的折弯刚度因素、拉动模具旋转施加的旋转阻力等对测量结果产生的不利影响，提高了测量结果的准确性；2.通过在底座上设置间距可调的调心轴承实现不同长度的旋转机构的安装和拆卸，以适应不同宽度尺寸的预浸料的黏性性能测量需要，增大了适用范围，提高了使用的灵活性；3.通过设置与系统相切的剥离轮毂，使得预浸料剥离点稳定处于试验机夹头正下方，实现剥离力的稳定测量，提高测量结果的准确性；4.本专利技术可直观、高效地测量干法缠绕预浸料的层间黏性，对不同缠绕条件的工艺优化可提供技术参考。附图说明图1为本专利技术的用于干法缠绕预浸料的黏性测试系统的立体结构示意图；图2为本专利技术的用于干法缠绕预浸料的黏性测试系统的侧视结构示意图；图3为本专利技术的用于干法缠绕预浸料的黏性测试方法的流程示意图；图4为本专利技术的预浸料备料试样结构示意图；图5为本专利技术的预浸料试件的结构示意图。图中：1万能试验机、10下支座、11夹头、2剥离装置、21底座、22安装拆卸机构、221直线导轨、222滑块、223移动垫块、224固定垫块、225移动调心轴承、226固定调心轴承、23剥离定位机构、231龙门架、232剥离轮毂、24旋转机构、241转动轴、242环向模具、3预浸料。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1和图2，一种用于干法缠绕预浸料的黏性测试系统，用于预浸料3层间黏性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于干法缠绕预浸料的黏性测试系统，用于预浸料(3)层间黏性物理量的测定，包括万能试验机(1)和剥离装置(2)，所述剥离装置(2)搭载于万能试验机(1)上使用，其特征在于：所述剥离装置(2)包括底座(21)、安装拆卸机构(22)、剥离定位机构(23)和旋转机构(24)；/n所述底座(21)横向固定于万能试验机(1)的下支座顶部；/n所述安装拆卸机构(22)设置于底座(21)的顶部，用于旋转机构(24)的安装和拆卸；/n所述旋转机构(24)包括转动轴(241)和固定于转动轴(241)中部的环向模具(242)，用于预浸料(3)试样的缠绕和剥离；/n所述剥离定位机构(23)包括U形结构的龙门架(231)和转动安装于龙门架(231)上的剥离轮毂(232)，用于预浸料(3)试样剥离过程的导向。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于干法缠绕预浸料的黏性测试系统，用于预浸料(3)层间黏性物理量的测定，包括万能试验机(1)和剥离装置(2)，所述剥离装置(2)搭载于万能试验机(1)上使用，其特征在于：所述剥离装置(2)包括底座(21)、安装拆卸机构(22)、剥离定位机构(23)和旋转机构(24)；
所述底座(21)横向固定于万能试验机(1)的下支座顶部；
所述安装拆卸机构(22)设置于底座(21)的顶部，用于旋转机构(24)的安装和拆卸；
所述旋转机构(24)包括转动轴(241)和固定于转动轴(241)中部的环向模具(242)，用于预浸料(3)试样的缠绕和剥离；
所述剥离定位机构(23)包括U形结构的龙门架(231)和转动安装于龙门架(231)上的剥离轮毂(232)，用于预浸料(3)试样剥离过程的导向。


2.优选的，所述安装拆卸机构(22)包括直线导轨(221)、滑块(222)、移动垫块(223)、固定垫块(224)、移动调心轴承(225)和固定调心轴承(226)；
所述直线导轨(221)固定安装于底座(21)的顶部，所述滑块(222)滑动安装于直线导轨(221)的顶部，所述移动垫块(223)固定安装于滑块(222)的顶部，所述移动调心轴承(225)安装于移动垫块(224)的顶部；
所述固定垫块(224)位于直线导轨(221)的一端部并固定安装于底座(21)上，所述固定调心轴承(226)安装于固定垫块(224)的顶部。


3.根据权利要求2所述的一种用于干法缠绕预浸料的黏性测试系统，其特征在于：所述转动轴(241)的两端分别安装于移动调心轴承(225)和固定调心轴承(226)内，且移动调心轴承(225)和固定调心轴承(226)在环向模具(242)的两侧对称设置。


4.根据权利要求2所述的一种用于干法缠绕预浸料的黏性测试系统，其特征在于：所述滑块(222)上设置有锁紧螺钉，用于滑块(222)在直线导轨(221)上的位置固定。


5.根据权利要求1或3所述的一种用于干法缠绕预浸料的黏性测试系统，其特征在于：所述剥离轮毂(232)位于环向模具(242)的上方，且剥离轮毂(232)轴线与环向模具(242)轴线的水平间距与剥离轮毂(232)的半径值R相等，剥离轮毂(232)圆周面与环向模具(242)圆周面的最小距离与预浸料(3)试...

【专利技术属性】
技术研发人员：祖磊，夏献钊，陆金虎，许辉，肖康，张骞，张桂明，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34