断裂性能测试用试验件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种断裂性能测试用试验件，包括分别用于接收拉伸载荷的第一部分和第二部分，第一部分和第二部分分别具有在载荷方向上相对的第一侧面和第二侧面，其中，第一部分和第二部分由树脂制成；试验件还包括纤维束，纤维束中，主体段夹在第一侧面和第二侧面之间延伸，借此连接第一部分和第二部分，并且主体段的第二端相比于第一端更接近第一部分的用于接收拉伸载荷的施力位；延长段自主体段的第二端起贴着第一部分延伸，并且延长段的延伸方向在载荷方向上具有分量。本发明专利技术还提供一种断裂性能测试用试验件的制备方法。采用上述断裂性能测试用试验件，可以测量纤维束与基体之间的界面断裂韧性。界面断裂韧性。界面断裂韧性。

【技术实现步骤摘要】
断裂性能测试用试验件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种断裂性能测试用试验件，还涉及一种断裂性能测试用试验件的制备方法。

技术介绍

[0002]机织复合材料由于其优异的抗冲击性能，已应用到航空发动机的风扇叶片和包容机匣中，机织复合材料的强度精准预测已成为能否应用的关键。对于机织复合材料，由于其机织结构多变，内部结构纤维束之间相互交织，导致机织复合材料的强度预测难上加难。试验中发现，对于机织复合材料，一般裂纹起始均发生在纤维束和基体或树脂之间的界面上，并沿着界面进行裂纹扩展，因而获得纤维束和基体间的界面性能，特别是界面抵抗裂纹扩展的能力尤为重要。
[0003]专利技术人分析认为，铺层复合材料具有明显的层间界面(宏观界面)，且在界面裂纹扩展过程中，存在较明显的纤维桥联情况，获得的界面性能并非真正的纤维束与树脂间的界面性能。机织复合材料的界面更为复杂，包含纤维束与基体之间的界面、纤维束内部纤维与基体之间的界面等，纤维束内部纤维与基体的界面属于微观界面，一般通过纤维拔出等试验获得纤维与基体的界面的强度性能。纤维束与基体的界面则属于细观界面，虽然可借鉴部分纤维与基体的界面性能的测试方法开展，但由于纤维束本身内部含有多个纤维，对于测量断裂韧性等裂纹扩展性能，试验过程中裂纹的扩展可能不沿着纤维束与基体的界面，而是进入到纤维束内部，发生在纤维与基体之间，导致测量的性能纤维束与基体性能的测试难度增大。
[0004]本专利技术意在提供一种断裂性能测试用试验件及其制备方法，可以测量纤维束与基体之间的界面断裂韧性。<br/>
技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种断裂性能测试用试验件，可以测量纤维束与基体之间的界面断裂韧性。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种断裂性能测试用试验件的制备方法，可以制备出可测量纤维束与基体之间的界面断裂韧性的试验件。
[0007]本专利技术提供一种断裂性能测试用试验件，包括分别用于接收拉伸载荷的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分分别具有在载荷方向上相对的第一侧面和第二侧面，其中，所述第一部分和所述第二部分由树脂制成；所述试验件还包括纤维束，所述纤维束中，主体段夹在所述第一侧面和所述第二侧面之间延伸，借此连接所述第一部分和所述第二部分，并且所述主体段的第二端相比于第一端更接近所述第一部分的用于接收拉伸载荷的施力位；延长段自所述主体段的第二端起贴着所述第一部分延伸，并且所述延长段的延伸方向在载荷方向上具有分量。
[0008]在一个实施方式中，所述第一部分还具有均与所述第一侧面垂直的两个端面，所
述两个端面中，第二端面相比于第一端面更接近所述第一部分的施力位。
[0009]在一个实施方式中，所述延长段的尾段贴着所述第二端面沿着载荷方向延伸。
[0010]在一个实施方式中，所述第一部分还具有连接所述第一侧面和所述第二端面的第一斜面，借此与所述第二部分配合形成所述试验件的V型缺口；所述延长段贴着所述第一斜面继而贴着所述第二端面延伸。
[0011]在一个实施方式中，所述延长段贴着所述第二端面沿着所述第二端面在载荷方向上的全长延伸。
[0012]在一个实施方式中，所述主体段沿着所述第一侧面在与载荷方向垂直的方向上的全长延伸。
[0013]在一个实施方式中，所述第一侧面和所述第二侧面均为波动形态的表面，并且所述纤维束的主体段适配成波动形态。
[0014]本专利技术还提供一种断裂性能测试用试验件的制备方法，包括：提供模具，所述模具中，上模的下表面设置有延伸的上凹槽，下模的上表面设置有延伸的下凹槽，其中，所述模具设置成所述上模可盖合至所述下模，形成模腔，且所述上凹槽与所述下凹槽对应；将纤维束嵌入所述模具的所述下模的下凹槽中；使所述上模盖合至所述下模，形成模腔，所述纤维束的上侧部分嵌入所述上模的上凹槽；以及，向所述模腔浇注树脂，固化成型，得到所述试验件。
[0015]在一个实施方式中，通过调整所述上凹槽和所述下凹槽的延伸形态，改变所述纤维束在所述试验件中的延伸形态。
[0016]在一个实施方式中，使得所述上模和所述下模中的一方具有围成容置腔的圈围凸台，通过另一方接触所述圈围凸台的凸台表面来封堵所述容置腔，使所述容置腔构成所述模腔。
[0017]上述断裂性能测试用试验件中，纤维束的主体段夹在树脂的第一部分和第二部分之间连接两者，可以获得纤维束和基体之间的界面，而且，通过纤维束的延长段沿着在载荷方向上具有分量的方向贴着树脂的第一部分延伸，可以确保裂纹发生在纤维束和基体之间的界面而且裂纹沿着纤维束和基体的界面扩展，因此可以测量纤维束与基体之间的界面断裂韧性。
[0018]上述制备方法可以制备出上述断裂性能测试用试验件，用以测量纤维束与基体之间的界面断裂韧性。而且，上述制备方法可以控制试验件中纤维束的走向，保证纤维束的走向可控，获得较为稳定可靠的试验结果。
附图说明
[0019]本专利技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
[0020]图1是示例性紧凑拉伸试验用试验件的正视图。
[0021]图2是示例性紧凑拉伸试验用试验件的侧视图。
[0022]图3是图1的试验件的裂纹扩展的示意图。
[0023]图4是示例性紧凑拉伸试验用试验件的纤维束的延伸形态的示意图。
[0024]图5是示例性双悬臂梁试验用试验件的正视图。
[0025]图6是示例性模具的分解视图。
[0026]图7是示例性模具的上模的立体图。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施方式和附图对本专利技术作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本专利技术的保护范围。
[0028]例如，在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一特征和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一特征和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一特征和第二特征之间可以不直接联系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一元件和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一元件和第二元件间接地相连或彼此结合。
[0029]图1和图2分别从不同视角示出了根据本专利技术的断裂性能测试用试验件10a的一个示例构造。
[0030]参见图1和图2，试验件10a包括第一部分1a和第二部分2a，分别用于接收拉伸载荷F1a和F2a。试验设备可以对试验件10a施加方向相反的拉伸载荷F1a和F2a，拉伸载荷F1a和F2a可以限定载荷方向DF，载荷方向DF不分正反，换言之，可以包括该方向上的正向和反向，如图1和图2所示。考虑到对试验件10a进行测试的过程中，试验件10a会发生变化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种断裂性能测试用试验件，包括分别用于接收拉伸载荷的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分分别具有在载荷方向上相对的第一侧面和第二侧面，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分由树脂制成；所述试验件还包括纤维束，所述纤维束包括：主体段，夹在所述第一侧面和所述第二侧面之间延伸，借此连接所述第一部分和所述第二部分，并且所述主体段的第二端相比于第一端更接近所述第一部分的用于接收拉伸载荷的施力位；和延长段，自所述主体段的第二端起贴着所述第一部分延伸，并且所述延长段的延伸方向在载荷方向上具有分量。2.如权利要求1所述的试验件，其特征在于，所述第一部分还具有均与所述第一侧面垂直的两个端面，所述两个端面中，第二端面相比于第一端面更接近所述第一部分的施力位。3.如权利要求2所述的试验件，其特征在于，所述延长段的尾段贴着所述第二端面沿着载荷方向延伸。4.如权利要求3所述的试验件，其特征在于，所述第一部分还具有连接所述第一侧面和所述第二端面的第一斜面，借此与所述第二部分配合形成所述试验件的V型缺口；所述延长段贴着所述第一斜面继而贴着所述第二端面延伸。5.如权利要求2至4中任一项所述的试验件，其特征在于，所述延长段贴着...

【专利技术属性】
技术研发人员：时起珍，张建，张璇，
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：