本发明专利技术涉及材料修复后性能测试技术领域，具体为一种飞机碳碳刹车盘非摩擦面损伤修复后性能测试方法，包括拉伸强度测试、压缩强度测试、层间剪切强度测试、导热性能测试以及抗氧化性能测试。本发明专利技术在不影响碳碳刹车盘本身的力学和导热性能的基础上，提高了损伤修复区域性能测试的准确性，可以针对性地对修补材料性能进行测试评估，提高测试评估的效率，采用粘接试验件和优选评估方法的测试方式，避免了采用过多不必要的性能测试方法时耗时长、方法复杂、花费高昂以及测试结果不准确的问题。此外，本发明专利技术只针对非摩擦面损伤粘接修复的性能测试，对碳碳复合材料本身的机械、摩擦磨损、导热性能影响小，相对于摩擦面损伤修复性能测试方法具有独特性。方法具有独特性。方法具有独特性。
【技术实现步骤摘要】
一种飞机碳碳刹车盘非摩擦面损伤修复后性能测试方法
[0001]本专利技术涉及材料修复后性能测试
，具体为一种飞机碳碳刹车盘非摩擦面损伤修复后性能测试方法。
技术介绍
[0002]碳碳复合刹车材料因其相较粉末冶金刹车材料具有独特的寿命长、抗氧化性和耐摩擦性，而且摩擦性能对高温强度下降不明显且抗热震能力强，因此得以成为飞机高性能刹车盘材料，飞机碳碳刹车盘因使用过程中操作不当或外来物装击作用导致非摩擦面边缘出现划痕、凹坑、掉块、分层等机械损伤故障。通过对飞机碳碳刹车盘非摩擦面损伤修复后进行性能测试，可以避免因损伤修复不当而发生失效，提高碳碳刹车盘损伤修复部位的可靠性，因此对损伤修复的碳碳刹车盘进行性能测试十分必要。
[0003]申请号为CN202110691295.1的中国专利公开了一种飞机碳刹车盘非摩擦面损伤修复方法，包括以下步骤：第一步，损伤部位去除；第二步，修补材料裁剪；第三步，修补材料抗氧化改性；第四步，胶接固化；第五步，热处理。该方法未对修复区域进行性能测试，而修复的碳/碳复合材料可能因工艺过程控制不当而失效。
[0004]申请号为CN200410073287.7的中国专利公开了一种碳/碳复合材料刹车盘粘结工艺方法，包括以下步骤：第一步，粘结前准备和配制粘结剂；第二步，粘结：用刮刀将上述配制好的粘结剂均匀涂于碳盘车毛或磨毛表面，完成后放置于可加热的平板硫化机中固化处理；第三步，高温热处理：将上述固化处理后的碳盘放置在加压烧结炉内，在氮气保护下进行；然后随炉冷却至室温，取出为修理粘结好的碳/碳复合材料刹车盘。但该方法未涉及对修复区域进行性能测试，且用于对碳碳刹车盘整个面的修复。
[0005]本专利技术通过粘接试验件的结构强度、导热性能以及抗氧化能力测试对飞机碳碳刹车盘非摩擦面进行粘接修复后性能评估，结合碳碳刹车盘非摩擦面损伤修复特征进行性能测试方法选择，以碳碳刹车盘加工出的楔形料块为材料，同时对修复前后粘接试件性能测试结果进行对比，避免了采用过多不必要的性能测试方法时耗时长、方法复杂、花费高昂以及测试结果不准确的问题，提高了碳碳刹车修复质量的可靠性。
技术实现思路
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种飞机碳碳刹车盘非摩擦面损伤修复后性能测试方法。
[0007]本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0008]一种飞机碳碳刹车盘非摩擦面损伤修复后性能测试方法，包括拉伸强度测试、压缩强度测试、层间剪切强度测试、导热性能测试以及抗氧化性能测试，其中，拉伸强度测试包括以下步骤：
[0009](一)选择扁平状拉伸试验件，分为若干组，每组有效拉伸试验件不少于5个；
[0010](二)将拉伸试验件对中夹持于试验机上、下夹头的夹块内，使载荷中心与拉伸试
验件轴向中心线一致，将夹持力设置为1～4MPa，按0.5mm/min的加载速度对拉伸试验件连续加载，直至拉伸试验件破坏；
[0011](三)根据试验结果和拉伸应力计算公式及拉伸强度计算公式，计算拉伸试验件的拉伸强度。
[0012]优选的，拉伸强度测试中拉伸试验件的拉伸应力计算公式为：
[0013][0014]拉伸试验件的拉伸强度计算公式为：
[0015][0016]式中，σ
i
为拉伸应力，单位为兆帕；σ
b
为拉伸强度，单位为兆帕；P
i
为拉伸试验件承受载荷，单位为牛顿；P
max
为拉伸试验件最大承受载荷，单位为牛顿；ω为拉伸试验件的工作段宽度，单位为毫米；h为拉伸试验件的工作段厚度，单位为毫米。
[0017]优选的，压缩强度测试包括以下步骤：
[0018](A)选择呈正方体状且不能有纤维剥落、孔洞、掉块掉角瑕疵的压缩试验件，分为若干组，每组有效压缩试验件不少于5个；
[0019](B)将压缩试验件对中放置于试验机压缩圆盘中心，使载荷中心与压缩试样件中心线一致，试验机的上、下圆盘相互平行，同时垂直于试验机力加载方向；
[0020](C)按1.0mm/min的加载速度对压缩试样件连续加载，直至压缩试样件破坏，据试验结果和压缩强度计算公式，计算压缩试样件的压缩强度。
[0021]优选的，压缩强度测试中，压缩试样件的压缩强度计算公式为：
[0022][0023]式中，σ
b
为压缩试验件的压缩强度，单位为兆帕；P
max
为压缩试验件承受的最大载荷，单位为牛顿；a为压缩试验件的压缩截面长度，单位为毫米；b为压缩试验件的压缩截面宽度，单位为毫米。
[0024]优选的，层间剪切强度测试包括以下步骤：
[0025](a)选择呈长方体状且不能有纤维剥落、孔洞、掉块掉角瑕疵的层间剪切试验件，分为若干组，每组有效层间剪切试验件不少于5个；
[0026](b)将层间剪切试验件对中放置于试验机两端支座上，并使层间剪切试验件长度方向与支座和试验机加载压头相垂直；
[0027](c)按1.0mm/min的加载速度对层间剪切试验件连续加载，直至层间剪切试验件破坏，根据试验结果和层间剪切强度的计算公式，计算层间剪切试验件的层间剪切强度。
[0028]优选的，层间剪切强度测试中，层间剪切强度的计算公式为：
[0029][0030]式中，τ
s
为层间剪切试验件的层间剪切强度，单位为兆帕；P
b
为层间剪切试验件破坏时的最大载荷，单位为牛顿；b为层间剪切试验件的宽度，单位为毫米；h为层间剪切试验
件的厚度，单位为毫米。
[0031]优选的，导热性能测试包括以下步骤：
[0032](S1)选择圆柱体状导热试验件，分为若干组，每组有效导热试验件不少于5个；
[0033](S2)在一定的设定温度T下，由激光源在瞬间发射一束光脉冲，均匀照射在导热试验件下表面，使导热试验件下表面表层吸收光能后温度瞬时升高，并作为热端将能量以一维热传导方式向导热试验件上表面冷端处传播；
[0034](S3)使用红外检测器连续测量导热试验件上表面中心部位的相应温升过程，得到在温度T下的热扩散系数，并根据导热系数的计算公式，计算导热试验件的导热系数，通过导热系数表征导热试验件的导热性能。
[0035]优选的，导热性能测试中，导热系数的计算公式为：
[0036]λ(T)＝α(T)
×
C
P
(T)
×
ρ(T)
[0037]式中，α(T)为导热试验件在温度T下的热扩散系数；Cp(T)为导热试验件在温度T下的比热；ρ(T)为导热试验件在温度T下的密度。
[0038]优选的，抗氧化性能测试包括以下步骤：
[0039](1)选择呈长方体状且不能有涂层翘起、龟裂瑕疵的氧化试验件，分为若干组，每组有效氧化试验件不少于3个；
[0040](2)试验前先称取氧化试验件的初始质量m0，随后将管室炉温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种飞机碳碳刹车盘非摩擦面损伤修复后性能测试方法，其特征在于：包括拉伸强度测试、压缩强度测试、层间剪切强度测试、导热性能测试以及抗氧化性能测试，其中，拉伸强度测试包括以下步骤：(一)选择扁平状拉伸试验件，分为若干组，每组有效拉伸试验件不少于5个；(二)将拉伸试验件对中夹持于试验机上、下夹头的夹块内，使载荷中心与拉伸试验件轴向中心线一致，将夹持力设置为1～4MPa，按0.5mm/min的加载速度对拉伸试验件连续加载，直至拉伸试验件破坏；(三)根据试验结果和拉伸应力计算公式及拉伸强度计算公式，计算拉伸试验件的拉伸强度。2.根据权利要求1所述的一种飞机碳碳刹车盘非摩擦面损伤修复后性能测试方法，其特征在于：拉伸强度测试中拉伸试验件的拉伸应力计算公式为：拉伸试验件的拉伸强度计算公式为：式中，σ
i
为拉伸应力，单位为兆帕；σ
b
为拉伸强度，单位为兆帕；P
i
为拉伸试验件承受载荷，单位为牛顿；P
max
为拉伸试验件最大承受载荷，单位为牛顿；ω为拉伸试验件的工作段宽度，单位为毫米；h为拉伸试验件的工作段厚度，单位为毫米。3.根据权利要求1所述的一种飞机碳碳刹车盘非摩擦面损伤修复后性能测试方法，其特征在于：压缩强度测试包括以下步骤：(A)选择呈正方体状且不能有纤维剥落、孔洞、掉块掉角瑕疵的压缩试验件，分为若干组，每组有效压缩试验件不少于5个；(B)将压缩试验件对中放置于试验机压缩圆盘中心，使载荷中心与压缩试样件中心线一致，试验机的上、下圆盘相互平行，同时垂直于试验机力加载方向；(C)按1.0mm/min的加载速度对压缩试样件连续加载，直至压缩试样件破坏，据试验结果和压缩强度计算公式，计算压缩试样件的压缩强度。4.根据权利要求3所述的一种飞机碳碳刹车盘非摩擦面损伤修复后性能测试方法，其特征在于：压缩强度测试中，压缩试样件的压缩强度计算公式为：式中，σ
b
为压缩试验件的压缩强度，单位为兆帕；P
max
为压缩试验件承受的最大载荷，单位为牛顿；a为压缩试验件的压缩截面长度，单位为毫米；b为压缩试验件的压缩截面宽度，单位为毫米。5.根据权利要求1所述的一种飞机碳碳刹车盘非摩擦面损伤修复后性能测试方法，其特征在于：层间剪切强度测试包括以下步骤：(a)选择呈长方体状且不能有纤维剥落、孔洞、掉块掉角瑕疵的层间剪切试验件，分为若干组，每组有效层间剪切试验件不少于5个；
(b)将层间剪切试验件对中放置于试验机两端支座上，并使层间剪切试验件长度方向与支座和试验机加载压头相垂直；(c)按1.0mm/min的加载速度对层间剪切试验件连续加载，直至层间剪切试验件破坏，根据试验结果和层间剪切强...
【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，祖挥程，唐文，
申请(专利权)人：国营芜湖机械厂，
类型：发明
国别省市：
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