本发明专利技术涉及一种用于真空环境下的复合材料固化变形检测装置和检测方法，该检测装置包括：可加热的箱体，箱体内设置有控制面板、加热板、需要加热的零件、安装零件的工作台、转接头；零件和转接头之间安装有传感器；转接头一端位于可加热的箱体内，另一端位于可加热的箱体外；控制面板和加热板之间设置有隔热板；真空密封转接头在可加热的箱体外的一端连接在计算机上。本发明专利技术提供的装置使得复合材料在真空环境下的的加热固化做到各处均匀一致。能实现复合材料制件的内部温度均匀分布和制件的内外固化同步，从而大大减少固化后的制件发生分层、变形、开裂、残余应力等各种缺陷的概率，使制件因为内部温度不均匀而导致的报废率得到大幅降低。到大幅降低。到大幅降低。
【技术实现步骤摘要】
一种用于真空环境下的复合材料固化变形检测装置和检测方法
[0001]本专利技术涉及一种检测装置和检测方法，具体涉及一种可以在真空状态下对复合材料固化过程中的变形行为进行时时检测，跟踪温度变化情况，准确把控固化过程中材料组织的受力行为及环境变化的用于真空环境下的复合材料固化变形检测装置和检测方法。
技术介绍
[0002]复合材料，是由两种或者两种以上不同性质的材料，通过物理或者化学的方法，在宏观上具有新性能的材料，各种材料在性能上互相取长补短，通过协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料，而满足各种不同的要求，但制作复合材料的过程比较复杂，且效果差强人意，分层、夹杂、脱粘、孔隙等缺陷也是非常明显。因此在真空环境下的性能要优于空气环境下，孔隙率及其成型质量更好，而固化质量对零件的最终性能起到了决定性的作用。
[0003]为提高复合材料的产品质量，保障服役安全，从制造一始便开始监测复合材料的固化过程，直到复合材料结构服役结束，不仅能够降低维护成本，还能避免灾难性事故的发生。
[0004]复合材料结构的应用，在带来性能极大提高的同时，也伴随着制造成本上升的高昂代价，降低成本是促进先进复合材料结构应用发展的关键因素，因此，发展一种低成本的复合材料固化的设备和方法，且非常适合小体积的复合材料的固化是非常需要的。
[0005]目前存在的固化设备和方法，在加热固化时，热量由材料外部向内部传递时，会在材料内部产生温度分布不均，进而使得固化程度不均匀，在材料内部产生较大的内应力，影响制件的成形质量。
[0006]现有的固化箱虽然具有体积小和价格低廉的优点，但其升温速率不高，且没有一种复合材料固化箱做到真空环境，因此本专利技术能够降低成本，具有巨大的发展潜力。
[0007]现有的固化箱接口的密封性不是很好，需要一种连接真空管的真空接头。
技术实现思路
[0008]针对上述问题，本专利技术的主要目的在于提供一种可以在真空状态下对复合材料固化过程中的变形行为进行时时检测，跟踪温度变化情况，准确把控固化过程中材料组织的受力行为及环境变化的用于真空环境下的复合材料固化变形检测装置和检测方法。
[0009]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种用于真空环境下的复合材料固化变形检测装置，所述用于真空环境下的复合材料固化变形检测装置包括：可加热的箱体，可加热的箱体内设置有控制面板、加热板、需要加热的零件、安装需要加热的零件的工作台、转接头；需要加热的零件和转接头之间安装有传感器；转接头一端位于可加热的箱体内，另一端位于可加热的箱体外；控制面板和加热板之间设置有隔热板；可加热的箱体配有真空泵；真空密封转接头在可加热的箱体外的一端连接在计算机上。
[0010]在本专利技术的具体实施例子中，加热板是电磁感应加热板；所述的转接头为真空密封转接头。
[0011]在本专利技术的具体实施例子中，需要加热的零件为复合材料；复合材料为纤维增强环氧树脂预浸料。
[0012]在本专利技术的具体实施例子中，所述的传感器为光栅光纤传感器，传感器包括温度和压力传感器。
[0013]在本专利技术的具体实施例子中，工作台与需要加热的零件接触的面为铝板。
[0014]在本专利技术的具体实施例子中，转接头和可加热的箱体之间采用耐高温的密封胶密封。
[0015]在本专利技术的具体实施例子中，转接头的可加热的箱体外的一端和计算机之间设置有调解器。
[0016]一种用于真空环境下的复合材料固化变形检测方法：该方法包括如下具体步骤：
[0017]步骤(1)、制作预处理玻璃纤维增强环氧树脂预浸料；
[0018]步骤(2)、开始固化；
[0019]步骤(3)、所述温度和压力传感器的测量端，光纤光栅传感器的栅区均穿过所述固化装置上设置的预留孔密封，所述温度传感器的信号传输端与光栅光纤调节仪接口1相连，用于传输采集获取的波长数据；所述压力传感器的信号端与光栅光纤调节仪接口相连，用于传输采集获取的压力数据；
[0020]步骤(4)、将光纤引线穿过光纤引线保护套管，采用光纤熔接机将光纤引出通道中的光纤引线与调节仪接口光纤跳线熔接；
[0021]步骤(5)、利用以太网将计算机和解调仪连接，将解调仪输出的信号进行接收，监测在真空状态下对复合材料固化过程中的变形行为，跟踪温度变化情况，准确把控固化过程中材料组织的受力行为及环境变化。
[0022]在本专利技术的具体实施例子中，步骤(1)的具体步骤包括：制作预处理玻璃纤维增强环氧树脂预浸料，准备剪裁好的玻璃纤维布2张，准备环氧树脂与固化剂，按照5:4的比例均匀混合。将工装铝板表面清理干净后，用丙酮均匀的擦拭一遍，静置10
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20分钟后再擦一遍，然后铺一层准备好的纤维布，在纤维布上铺一层隔离膜，然后用刷子蘸取混合好的环氧树脂均匀涂刷隔离膜表面，随后在隔离膜上覆盖一层纤维布；再用刷子均匀涂刷纤维布表面，随后在碳纤维布上再覆盖一层纤维布，并重复此步骤，直至纤维布铺放完毕，其中带将光栅光纤传感器分别铺放在第4层和第9层；此时材料已制备完毕，将其转移至此装置的工作台，利用真空泵将密封空间抽为真空状态.注意光纤位置的密封胶处不要用力压，防止光光纤压断。
[0023]在本专利技术的具体实施例子中，步骤(2)的具体步骤包括：开始使用此装置固化，加热固化；预制品热压固化过程中，通过光栅光纤传感器的光栅部位接收信号，通过解调仪将温度和压力信号转换为电信号，进行实时监测；完成热压后取下成品，去掉隔离膜，得到产品。
[0024]本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术提供的用于真空环境下的复合材料固化变形检测装置和检测方法有如下优点：本专利技术提供的装置使得复合材料在真空环境下的的加热固化做到各处均匀一致。本专利技术能实现复合材料制件的内部温度均匀分布和制件的内外固
化同步，从而大大减少固化后的制件发生分层、变形、开裂、残余应力等各种缺陷的概率，使制件因为内部温度不均匀而导致的报废率得到大幅降低，提高了产品的生产质量和生产效益。
[0025]本专利技术提供的装置结合计算机自动控制技术，使用本装置可以对复合材料进行准确的自动控制固化的过程，适宜在小空间室内存放，能够给使用者带来方便。
[0026]本专利技术可以在真空状态下对复合材料固化过程中的变形行为进行时时检测，跟踪温度变化情况，准确把控固化过程中材料组织的受力行为及环境变化，从而得到性能优良的制件。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的一种实施方式采用的装置的整体示意图。
[0028]图2为本专利技术中使用的预浸料的铺放和连接顺序的结构示意图。
[0029]下面是本专利技术中标号对应的名称：
[0030]箱体1、控制面板2、加热板3、需要加热的零件4、转接头5、传感器6、真空泵7、隔热板8、工作台9、计算机10、调解器11、密封胶12。
具体实施方式
[0031]下面结合附图给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。
[0032]图1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于真空环境下的复合材料固化变形检测装置，其特征在于：所述用于真空环境下的复合材料固化变形检测装置包括：可加热的箱体，可加热的箱体内设置有控制面板、加热板、需要加热的零件、安装需要加热的零件的工作台、转接头；需要加热的零件和转接头之间安装有传感器；转接头一端位于可加热的箱体内，另一端位于可加热的箱体外；控制面板和加热板之间设置有隔热板；可加热的箱体配有真空泵；真空密封转接头在可加热的箱体外的一端连接在计算机上。2.根据权利要求1所述的用于真空环境下的复合材料固化变形检测装置，其特征在于：加热板是电磁感应加热板；所述的转接头为真空密封转接头。3.根据权利要求1所述的用于真空环境下的复合材料固化变形检测装置，其特征在于：需要加热的零件为复合材料；复合材料为纤维增强环氧树脂预浸料。4.根据权利要求3所述的用于真空环境下的复合材料固化变形检测装置，其特征在于：所述的传感器为光栅光纤传感器，传感器包括温度和压力传感器。5.根据权利要求1所述的用于真空环境下的复合材料固化变形检测装置，其特征在于：工作台与需要加热的零件接触的面为铝板。6.根据权利要求1所述的用于真空环境下的复合材料固化变形检测装置，其特征在于：转接头和可加热的箱体之间采用耐高温的密封胶密封。7.根据权利要求1所述的用于真空环境下的复合材料固化变形检测装置，其特征在于：转接头的可加热的箱体外的一端和计算机之间设置有调解器。8.一种用于真空环境下的复合材料固化变形检测方法：其特征在于：该方法包括如下具体步骤：步骤(1)、制作预处理玻璃纤维增强环氧树脂预浸料；步骤(2)、开始固化；步骤(3)、所述温度和压力传感器的测量端，光纤光栅传感器的栅区均穿过所述固化装置上设置的预留孔密封，所述温度传感器的信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：田浩彬，王茜，胡文华，李学磊，李芳芳，
申请(专利权)人：上海第二工业大学，
类型：发明
国别省市：
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