一种制备碳纤维复丝拉伸试样的工装和方法技术

本发明专利技术提供一种制备碳纤维复丝拉伸试样的工装和方法，包括：支座、固定杆、限位杆、滑轮、弹簧秤、框架和固定螺栓，所述框架通过固定杆安装在支座上，所述固定杆上设置有C型夹，所述限位杆包括第一限位杆和第二限位杆，所述限位杆上设置有滑轮，所述第二限位杆设置在框架的下端，所述框架的上部设置有限位槽，所述第一限位杆的两端插接在限位槽内，所述限位槽上端的框架上设置有定位孔，所述固定螺栓安装在所述定位孔内，所述弹簧秤的一端连接第一限位杆，另一端连接固定螺栓，本申请中制备碳纤维复丝拉伸试样的工装和方法，能够明显提高碳纤维复丝拉伸试样的品质和测试数据的准确性，降低测试数据的离散性。低测试数据的离散性。低测试数据的离散性。

【技术实现步骤摘要】
一种制备碳纤维复丝拉伸试样的工装和方法


[0001]本专利技术涉及复合材料检测
，具体而言，涉及一种制备碳纤维复丝拉伸试样的工装和方法。

技术介绍

[0002]碳纤维材料应用领域广泛，特别是得益于其高强度特性，能够适用于多种特殊产品的制作中，例如需要承受较高压力的复合气瓶。而为了保证所制得产品的性能，一般需要通过多种试验确定所采用碳纤维的性能符合需要。
[0003]复丝拉伸性能是考察碳纤维纱束性能的重要指标之一。其力学性能可以用于有限元分析以及评估碳纤维本体性能，为了真实的模拟碳纤维受力情况，通常会选择碳纤维复丝拉伸性能测试。复丝拉伸性能测试的关键点在于复丝试样的制作，制样方式分为手动和机械，机械制样程序复杂，且对制样工件加工要求难度大，装配配合精度要求高，不适宜大范围推广，手工制样因其工艺便捷，仍是当前行业普遍采用的技术。而制作试样本身的关键点在于含胶量控制、张力控制、纱线的形状平直，张力控制包含：纱束内部张力均匀程度、不同试样张力均一性、张力的大小。行业内普遍存在的制样现象是含胶量的要求较低，容易控制，但是张力控制、试样宽度只是靠人手动调节，不同的人操作，以及同一个人操作的不同样条存在较大差异，这种样条在测试过程中易发生异常破坏，严重影响了测试结果的离散性和准确性。目前还没有一种适宜的工装和制样方法。
[0004]公开号为CN113884368A，名称为“一种碳纤维拉伸试样制备方法、制备框架及试样”的专利技术专利公开了另一种碳纤维试样的制样方法，主要包括将每股碳纤维扭转为圆棍状相互平行并列的固定在制备框架上，然后调整滑动板，使每股碳纤维均具有相同的张力，然后在碳纤维上均匀涂覆环氧树脂并静置使环氧树脂浸透碳纤维，擦去多余环氧树脂胶滴后得到第一半成品试样，将第一半成品试样执行第一固化流程后，截取适合长度碳纤维得到第二半成品试样，使用速干胶水在第二半成品试样两端固定粘贴加强片，得到第三半成品试样，将第三半成品试样固定粘贴了加强片的两端浸没在环氧树脂中再取出控干至环氧树脂不再滴落，擦去多余环氧树脂胶滴后经第二固化流程得到成品试样；这种方法虽然也能制作碳纤维试样，但依然存在很多缺陷，碳纤维缠绕在固定板和滑动板上后，仅依靠压缩弹簧对碳纤维进行拉伸是很难的，一方面碳纤维在干纱状态下摩擦力较大，滑动板很难实现张力的传递，只能相对框架移动，而很难使张力均匀相等，另一方面，无法对碳纤维进行有效的固定，无法保证碳纤维纱线内部单根纤维长度的统一性。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种制备碳纤维复丝拉伸试样的工装和方法以解决现有技术中制备碳纤维试样时张力不均匀、平直性差，造成样条在测试过程中易发生异常破坏，严重影响测试结果离散性和准确性的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种制备碳纤维复丝拉伸试样的工装，包括：支座、固定杆、限位杆、滑轮、弹簧秤、框架和固定螺栓，所述框架通过固定杆安装在支座上，所述固定杆上设置有C型夹，所述限位杆包括第一限位杆和第二限位杆，所述限位杆上设置有滑轮，所述第二限位杆设置在框架的下端，所述框架的上部设置有限位槽，所述第一限位杆的两端插接在限位槽内，所述限位槽上端的框架上设置有定位孔，所述固定螺栓安装在所述定位孔内，所述弹簧秤的一端连接第一限位杆，另一端连接固定螺栓。
[0008]本申请中的制备碳纤维复丝拉伸试样的工装，通过C型夹固定碳纤维纱线，夹持牢固且使用方便，碳纤维纱线缠绕在滑轮上，滑轮的槽宽可以根据实际需求进行调节，方便制作不同规格的试样，而且通过滑轮的转动和左右滑动能够有效避免试样内部应力集中的问题，使试样受力均匀且平直，弹簧秤可以使试样受到的张力一致且平稳，固定螺栓可以对弹簧秤的位置进行调节，方便调整试样受到的拉力，在缠绕碳纤维纱线时框架可以在支座上转动，使碳纤维纱线均匀的缠绕在滑轮上，这种结构制样高效稳定且方便操作。
[0009]进一步的，所述C型夹包括第一C型夹和第二C型夹。
[0010]所述C型夹的夹持端为扁平面，在夹持碳纤维纱线时，扁平面能够保证每根纱线张紧程度都相同，使纱线受力均匀，在碳纤维纱线缠绕起始，用第一C型夹固定纱线的起始端，当纱线缠绕结束后，用第二C型夹固定纱线的末端，且所述C型夹可以在固定杆上自由滑动，这种结构固定牢固且使用方便。
[0011]进一步的，所述限位槽包括第一限位槽和第二限位槽，所述第一限位槽设置在所述框架的左侧，所述第二限位槽设置在所述框架的右侧，所述第一限位槽和第二限位槽对称且平行。
[0012]所述第一限位槽和第二限位槽平行，使第一限位杆能够与第二限位杆保持平行，进而使碳纤维纱线平直且受力均匀。
[0013]进一步的，所述第一限位杆的左端插接在所述第一限位槽内，所述第一限位杆的右端插接在所述第二限位槽内，且所述第一限位杆能够在限位槽内移动。
[0014]这种结构便于安装拆卸第一限位杆，也有利于第一限位杆在限位槽内移动。
[0015]进一步的，所述第一限位杆和第二限位杆上设置的滑轮数量相同，且第一限位杆和第二限位杆上的滑轮在竖直方向上一一对应。
[0016]所述第一限位杆和第二限位杆上设置的滑轮一一对应，这种结构在缠绕碳纤维纱线时便于保持纱线平直，也便于操作。
[0017]进一步的，所述定位孔包括第一定位孔和第二定位孔，所述第一定位孔设置在所述框架的左侧，所述第二定位孔设置在所述框架的右侧，所述第一定位孔和第二定位孔对称且平行。
[0018]这种结构便于安装固定螺栓，弹簧秤连接在固定螺栓和第一限位杆上时，能够使第一限位杆的两端平行且受力均匀。
[0019]进一步的，所述固定螺栓包括第一固定螺栓和第二固定螺栓，所述第一固定螺栓安装在第一定位孔内，所述第二固定螺栓安装在第二定位孔内。
[0020]第一固定螺栓的前端和后端各设置有一个螺母，其前端的螺母与第一定位孔的左端面抵接，后端的螺母与第一定位孔的右端抵接，从而将第一固定螺栓固定在第一定位孔内，第二固定螺栓与第一固定螺栓的固定方式相同。
[0021]进一步的，所述弹簧秤包括第一弹簧秤和第二弹簧秤，所述第一弹簧秤的上端连接所述第一固定螺栓，下端连接所述第一限位杆的一端，所述第二弹簧秤的上端连接所述第二固定螺栓，下端连接所述第一限位杆的另一端。
[0022]通过调整第一弹簧秤和第二弹簧秤的拉力，使第一限位杆的两端受力相同，从而确保试样平直且受力均匀。
[0023]本专利技术还提供一种基于上述工装的制备碳纤维复丝拉伸试样的方法，包括：
[0024]S1、根据试样要求选取相应数量、规格的滑轮，并将相应的滑轮安装在限位杆上，然后将限位杆安装在框架上；
[0025]S2、将框架竖直摆放，根据需要调整第一限位杆和第二限位杆的间距；
[0026]S3、工装准备好后，将碳纤维纱线的一端缠绕在框架中间的固定杆上，然后用第一C型夹固定；
[0027]S4、将固定好的碳纤维纱线依次缠绕第一限位杆和第二限位杆的滑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备碳纤维复丝拉伸试样的工装，其特征在于，包括：支座(1)、固定杆(2)、限位杆(3)、滑轮(4)、弹簧秤(5)、框架(6)和固定螺栓(7)，所述框架(6)通过固定杆(2)安装在支座(1)上，所述固定杆(2)上设置有C型夹，所述限位杆(3)包括第一限位杆(31)和第二限位杆(32)，所述限位杆(3)上设置有滑轮(4)，所述第二限位杆(32)设置在框架(6)的下端，所述框架(6)的上部设置有限位槽(310)，所述第一限位杆(31)的两端插接在限位槽(310)内，所述限位槽(310)上端的框架(6)上设置有定位孔(8)，所述固定螺栓(7)安装在所述定位孔(8)内，所述弹簧秤(5)的一端连接第一限位杆(31)，另一端连接固定螺栓(7)。2.根据权利要求1所述的工装，其特征在于，所述C型夹(21)包括第一C型夹(211)和第二C型夹(212)。3.根据权利要求1所述的工装，其特征在于，所述限位槽(310)包括第一限位槽(311)和第二限位槽(312)，所述第一限位槽(311)设置在所述框架(6)的左侧，所述第二限位槽(312)设置在所述框架(6)的右侧，所述第一限位槽(311)和第二限位槽(312)对称且平行。4.根据权利要求3所述的工装，其特征在于，所述第一限位杆(31)的左端插接在所述第一限位槽(311)内，所述第一限位杆(31)的右端插接在所述第二限位槽(312)内，且所述第一限位杆(31)能够在限位槽(310)内移动。5.根据权利要求1所述的工装，其特征在于，所述第一限位杆(31)和第二限位杆(32)上设置的滑轮(4)数量相同，且第一限位杆(31)和第二限位杆(32)上的滑轮(4)在竖直方向上一一对应。6.根据权利要求1所述的工装，其特征在于，所述定位孔(8)包括第一定位孔(81)和第二定位孔(82)，所述第一定位孔(81)设置在所述框架(6)的左侧，所述第二定位孔(82)设置在所述框架(6)的右侧，所述第一定位孔(81)和第二定位孔(82)对称且平行。7.根据权利要求6所述的工装，其特征在于，所述固定螺栓(7)包括第一固定螺栓(71)和第二固定螺栓(72)，所述第一固定螺栓(71)安装在第一定...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵光焯，姚荣沂，关洪涛，杨孝庆，安俊虎，李圆圆，
申请(专利权)人：厦门双瑞风电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：