复合材料褶皱缺陷对比试块及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种复合材料褶皱缺陷对比试块及其制造方法，对比试块由至少一上组合层、中间层、至少一下组合层依次叠加后压合而成；上组合层包括上铺层和上偏置片，上铺层具有上缺口，上偏置片位于上铺层的上方，上偏置片的一部分铺覆于上铺层上，上偏置片的另一部分位于上缺口内；下组合层包括下铺层和下偏置片，下铺层具有下缺口，下偏置片位于下铺层的上方，下偏置片的一部分铺覆于下铺层上，下偏置片的另一部分位于下缺口内。该复合材料褶皱缺陷对比试块及其制造方法，可以快速、准确地制造出任何角度的褶皱缺陷对比试块，降低对比试块的制造成本，提高了对比试块的制作效率。

【技术实现步骤摘要】
复合材料褶皱缺陷对比试块及其制造方法
本专利技术涉及一种复合材料褶皱缺陷对比试块。本专利技术还涉及一种复合材料褶皱缺陷对比试块的制造方法。
技术介绍
复合材料在生产、加工和应用中，有两种问题对材料的性能衰减有关键性的影响，一是生产制造中产生的缺陷，二是加工使用过程中造成的损伤。褶皱是复合材料常见缺陷中对压缩强度和疲劳寿命影响最大的缺陷之一。褶皱产生的原因多种多样，比如纤维、基体和模具材料的热膨胀系数不匹配，固化温度和压力控制不合理，铺层轮廓和位置精度误差，材料的铺层顺序不合理等等，都会造成铺层复合材料中的褶皱。为研究褶皱缺陷的无损检测信号特点与褶皱大小的关系，以及不同大小的褶皱对性能的影响，需要制作方向、位置、覆盖范围和褶皱角度可准确控制的对比试块。本专利技术提出一种褶皱缺陷对比试块的制造工艺，可快速、准确地制造出沿任何铺层方向、任意位置、覆盖范围和角度的褶皱缺陷对比试块。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种复合材料褶皱缺陷对比试块及其制造方法，以达到可快速、准确地制造出沿任何铺层方向、任意位置、覆盖范围和角度的褶皱缺陷对比试块的目的。为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供一种复合材料褶皱缺陷对比试块，所述对比试块由至少一上组合层、中间层、至少一下组合层依次叠加后压合而成；所述上组合层包括上铺层和上偏置片，所述上铺层具有上缺口，所述上偏置片位于所述上铺层的上方，所述上偏置片的一部分铺覆于所述上铺层上，所述上偏置片的另一部分位于所述上缺口内；所述下组合层包括下铺层和下偏置片，所述下铺层具有下缺口，所述下偏置片位于所述下铺层的上方，所述下偏置片的一部分铺覆于所述下铺层上，所述下偏置片的另一部分位于所述下缺口内。在本技术方案中，通过上述铺层方式，由于铺层间隙和铺层叠合的耦合现象，在该铺层经压合固化后生成褶皱，且可以通过调整上偏置片、下偏置片的形状、偏置位移和所叠加的上组合层、下组合层的数量，形成不同的褶皱。优选地，所述上偏置片、上缺口、下偏置片、下缺口的形状相同，所述上缺口与所述下偏置片以所述中间层为对称面相对称，所述下缺口与所述上偏置片以所述中间层为对称面相对称。在本技术方案中，通过对称式设计，使对比试块所形成的褶皱为相对称的、标准化的褶皱。优选地，所述上偏置片与所述上铺层相接触的区域、所述下偏置片与所述下铺层相接触的区域的面积相同。在本技术方案中，通过对称式设计，使对比试块所形成的褶皱为相对称的、标准化的褶皱。优选地，所述上组合层、下组合层的数量为多个且相同，多个所述上组合层依次叠加在所述中间层的上方，多个所述下组合层依次叠加在所述中间层的下方。在本技术方案中，使用多个上组合层、下组合层叠加获得的对比试块，所形成的褶皱的高度、角度，较单层比可以更大。本专利技术还提供一种上述复合材料褶皱缺陷对比试块的制造方法，包括以下步骤：将所述上偏置片置于所述上铺层上，所述上偏置片的一部分铺覆于所述上铺层上，所述上偏置片的另一部分位于所述上缺口内，形成所述上组合层；将所述下偏置片置于所述下铺层上，所述下偏置片的一部分铺覆于所述下铺层上，所述下偏置片的另一部分位于所述下缺口内，形成所述下组合层；将所述上组合层铺覆于所述中间层的上方，将所述下组合层铺覆于所述中间层的下方；将所述上组合层、所述中间层和所述下组合层压合固化。在本技术方案中，通过上述制造方法所制作而成的对比试块，褶皱角度大小、走向、覆盖范围精确可控。优选地，所述上组合层的上偏置片、上铺层，通过以下步骤制成：将预浸料按照预设的上缺口的形状进行切割，所述预浸料被切割出的部分为所述上偏置片，所述预浸料的剩余的部分为所述上铺层。在本技术方案中，通过上述方式制成的上偏置片，保证了与上缺口的形状完成相同，且由于上偏置片、上铺层由同一预浸料制成，保证了上偏置片、上铺层的材料完全相同，对比试块能高度模拟复合材料在实际生产过程中的褶皱产生。优选地，所述下组合层的下偏置片、下铺层，通过以下步骤制成：将预浸料按照预设的下缺口的形状进行切割，所述预浸料被切割出的部分为所述下偏置片，所述预浸料的剩余的部分为所述下铺层。在本技术方案中，通过上述方式制成的下偏置片，保证了与下缺口的形状完成相同，且由于下偏置片、下铺层由同一预浸料制成，保证了下偏置片、下铺层的材料完全相同，对比试块能高度模拟复合材料在实际生产过程中的褶皱产生。优选地，所述上组合层、下组合层的数量，根据预设的褶皱的角度、高度的设置。在本技术方案中，根据预设的褶皱的角度、高度，设置上组合层、下组合层的数量，从而可快速、准确地制造出任何角度的褶皱缺陷对比试块。优选地，所述上偏置片、上缺口、下偏置片、下缺口的形状，根据预设的褶皱的形状设置。在本技术方案中，根据预设的褶皱的形状，设置上偏置片、上缺口、下偏置片、下缺口的形状，从而可快速、准确地制造出任何形状的褶皱缺陷对比试块。优选地，所述上偏置片与所述上铺层相接触的区域、所述下偏置片与所述下铺层相接触的区域，根据预设的褶皱的长度设置。在本技术方案中，根据预设的褶皱的长度，设置上偏置片与所述上铺层相接触的区域、所述下偏置片与所述下铺层相接触的区域的面积，从而可快速、准确地制造出任何覆盖范围的褶皱缺陷对比试块。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术的积极进步效果在于：该复合材料褶皱缺陷对比试块及其制造方法，可以快速、准确地制造出任何角度的褶皱缺陷对比试块，降低对比试块的制造成本，提高了对比试块的制作效率，制作完成的对比试块可用于无损检测研究，以及复合材料褶皱缺陷对比和标定，不可检测褶皱缺陷对性能影响的容限设计。附图说明图1为本专利技术复合材料褶皱缺陷对比试块的实施例一的铺层示意图。图2为图1所示的复合材料褶皱缺陷对比试块的上铺层、上偏置片的制作步骤示意图。图3为图1所示的复合材料褶皱缺陷对比试块的下铺层、下偏置片的制作步骤示意图。图4为本专利技术复合材料褶皱缺陷对比试块的实施例二的铺层示意图。图5为图4所示的复合材料褶皱缺陷对比试块的上铺层、上偏置片的制作步骤示意图。图6为图4所示的复合材料褶皱缺陷对比试块的下铺层、下偏置片的制作步骤示意图。图7a、图7b所示为本专利技术复合材料褶皱缺陷对比试块所形成的褶皱的示意图。图8a所示为本专利技术复合材料褶皱缺陷对比试块的5～10°褶皱角的超声检测结果示意图。图8b、图8c所示为本专利技术复合材料褶皱缺陷对比试块的10～15°褶皱角的超声检测结果示意图。图8d所示为本专利技术复合材料褶皱缺陷对比试块的＞15°褶皱角的超声检测结果示意图。附图标记说明上组合层1，上铺层11，上偏置片12，上缺口13；中间层2；下组合层3，下铺层31，下偏置片32，下缺口33；预浸料4。具体实施方式...

【技术保护点】
1.一种复合材料褶皱缺陷对比试块，其特征在于，所述对比试块由至少一上组合层、中间层、至少一下组合层依次叠加后压合而成；/n所述上组合层包括上铺层和上偏置片，所述上铺层具有上缺口，所述上偏置片位于所述上铺层的上方，所述上偏置片的一部分铺覆于所述上铺层上，所述上偏置片的另一部分位于所述上缺口内；/n所述下组合层包括下铺层和下偏置片，所述下铺层具有下缺口，所述下偏置片位于所述下铺层的上方，所述下偏置片的一部分铺覆于所述下铺层上，所述下偏置片的另一部分位于所述下缺口内。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合材料褶皱缺陷对比试块，其特征在于，所述对比试块由至少一上组合层、中间层、至少一下组合层依次叠加后压合而成；
所述上组合层包括上铺层和上偏置片，所述上铺层具有上缺口，所述上偏置片位于所述上铺层的上方，所述上偏置片的一部分铺覆于所述上铺层上，所述上偏置片的另一部分位于所述上缺口内；
所述下组合层包括下铺层和下偏置片，所述下铺层具有下缺口，所述下偏置片位于所述下铺层的上方，所述下偏置片的一部分铺覆于所述下铺层上，所述下偏置片的另一部分位于所述下缺口内。


2.根据权利要求1所述的复合材料褶皱缺陷对比试块，其特征在于：所述上偏置片、上缺口、下偏置片、下缺口的形状相同，所述上缺口与所述下偏置片以所述中间层为对称面相对称，所述下缺口与所述上偏置片以所述中间层为对称面相对称。


3.根据权利要求1或2所述的复合材料褶皱缺陷对比试块，其特征在于：所述上偏置片与所述上铺层相接触的区域、所述下偏置片与所述下铺层相接触的区域的面积相同。


4.根据权利要求1所述的复合材料褶皱缺陷对比试块，其特征在于：所述上组合层、下组合层的数量为多个且相同，多个所述上组合层依次叠加在所述中间层的上方，多个所述下组合层依次叠加在所述中间层的下方。


5.一种权利要求1至4任一项所述的复合材料褶皱缺陷对比试块的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述上偏置片置于所述上铺层上，所述上偏置片的一部分铺覆于所述上铺层上，所述上偏置片的另一部分位于所述上缺口内，形成所述上...

【专利技术属性】
技术研发人员：白国娟，李向前，杨坤，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海;31