一种用于夹层结构复合材料面内剪切性能测试方法技术

本发明专利技术涉及一种用于夹层结构复合材料面内剪切性能测试方法，包括如下步骤：制备具有夹层结构的试验件，具有夹层结构的试验件包括芯板，粘附于芯板上端面和下端面的非测试面板和测试面板；在测试面板上沿宽度间隔粘结三个加强板，分别为中间加强板和两个侧端加强板，中间加强板与对应的侧端加强板间设有间隙，中间加强板和两侧端加强板分别向相反的方向延伸出测试面板，其中，在中间加强板延伸端开设第一连接孔，在两侧端加强板的延伸端开设夹具连接孔；在非测试面板上开设与各间隙上、下一一对应的锯缝，各锯缝的深度延伸至试验件内；通过上述设计解决现有民用航空客舱地板试验夹具复杂、测试效率低的问题。夹具复杂、测试效率低的问题。夹具复杂、测试效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于夹层结构复合材料面内剪切性能测试方法


[0001]本专利技术涉及材料力学性能测试领域，尤其是涉及一种用于夹层结构复合材料面内剪切性能测试方法。

技术介绍

[0002]夹层结构复合材料具有高比刚度、重量轻以及可设计性强等优点广泛应用于航空、航天、轨道交通等领域。在航空复材制造领域，夹层结构复合材料用于制造壁板、前缘以及客、货舱地板等。其中，民机客舱地板属于次承力结构件，需要评价其面内剪切性能。
[0003]民用航空客舱地板常用的测试方法为ASTM D8067，其试验夹具复杂，如专利201520711183.8和201810279052.5所示。该测试方法的工装夹具复杂，配合精度高；测试试样和加强片(特定材质，每个试样需要2个加强片)使用数控铣切出规定形状，然后使用环氧胶粘剂粘接并在试验件上打孔以适配夹具；测试前需要安装适配试验件和测试夹具。上述过程繁琐，操作复杂，试验件打孔后适配夹具困难，每个试验件需要拧40个螺钉螺母(特定扭矩)，测试效率低。
[0004]因此，针对上述问题本专利技术急需提供一种用于夹层结构复合材料面内剪切性能测试方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于夹层结构复合材料面内剪切性能测试方法，解决现有民用航空客舱地板试验夹具复杂、测试效率低的问题。
[0006]一种用于夹层结构复合材料面内剪切性能测试方法，包括如下步骤：
[0007]制备具有夹层结构的试验件，具有夹层结构的试验件包括芯板，粘附于芯板上端面和下端面的非测试面板和测试面板；
[0008]在测试面板上沿宽度间隔粘结三个加强板，分别为中间加强板和两个侧端加强板，中间加强板与对应的侧端加强板间设有间隙，中间加强板和两侧端加强板分别向相反的方向延伸出测试面板，其中，在中间加强板延伸端开设第一连接孔，在两侧端加强板的延伸端开设夹具连接孔；在非测试面板上开设与各间隙上、下一一对应的锯缝，各锯缝的深度延伸至试验件内；
[0009]制备用于夹持两侧端加强板的夹具，夹具包括长板，长板一侧开设有插槽，插槽通过可拆卸连接件与来侧端加强板连接，长板上还设有用于与拉伸机上的拉伸机构连接的第二连接孔；
[0010]将夹具和中间加强板延伸端分别与拉伸机上的拉伸机构连接，加载至试验件破坏，根据公式获得试验件的面内剪切强度；其中，τ为面内剪切强度，单位为N/mm；F为极限载荷，单位为N；b为试验件宽度，单位为mm，获得芯材1的面内剪切强度。
[0011]优选的，锯缝宽度为2.5mm
‑
3mm。
[0012]优选的，非测试面板和测试面板均为玻璃纤维增强环氧树脂面板。
[0013]优选的，测试面板的厚度为0.2mm
‑
0.6mm。
[0014]优选的，可拆卸连接件包括位于长板上的与夹具连接孔一一对应的加强板连接孔，以及与各加强板连接孔螺接的固定螺栓，加强板连接孔与插槽贯通。
[0015]优选的，中间加强板与相邻的侧端加强板的间隙宽度为2.9mm
‑
3.1mm。
[0016]优选的，加强板长度均为95mm
‑
125mm，宽度均为22mm
‑
24mm，厚度均为1.3mm
‑
1.7mm。
[0017]优选的，加强板的材质铝合金。
[0018]优选的，夹具厚度为8mm
‑
10mm；插槽宽度为1.7mm
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2.3mm，深度为35mm
‑
45mm。
[0019]优选的，加强板喷砂处理，再用丙酮、酒精等易挥发溶剂清洗。
[0020]优选的，测试面板和非测试面板厚度一致时，选择任意一面板粘贴第一加强板、第二加强板和第三加强板，其余一面板开设锯缝；测试面板和非测试面板厚度不一致时，选择较薄的面板粘贴第一加强板、第二加强板和第三加强板，选择较厚的面板开设锯缝。
[0021]本专利技术提供的一种用于夹层结构复合材料面内剪切性能测试方法与现有技术相比具有以下进步：
[0022]试验件处理方式简单、装配高效、计算步骤精简，以达到高效评价民用航空客舱地板的面内剪切测试要求，本专利技术也适用于一般复合材料薄板面内剪切性能测试评价。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术中所述用于夹层结构复合材料面内剪切性能测试方法流程图；
[0025]图2为本专利技术中所述试验件结构示意图(立体图)；
[0026]图3为本专利技术中所述锯缝结构示意图(立体图)；
[0027]图4为本专利技术中所述试验件与第一加强板、第二加强板和第三加强板装配示意图(立体图)；
[0028]图5为本专利技术中所述夹具结构示意图(立体图)；
[0029]图6为本专利技术中所述夹具与第一加强板、第二加强板和第三加强板装配示意图(立体图)。
[0030]附图标记说明：
[0031]1、芯板；2、非测试面板；21、锯缝；3、测试面板；31、中间加强板；311、第一连接孔；32、侧端加强板；321、夹具连接孔；33、间隙；4、夹具；41、插槽；42、第二连接孔；43、加强板连接孔；44、固定螺栓。
具体实施方式
[0032]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术
人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0034]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0035]本专利技术提供一种用于夹层结构复合材料面内剪切性能测试方法，包括如下步骤：制备具有夹层结构的试验件，具有夹层结构的试验件包括芯板1，粘附于芯板1上端面和下端面的非测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于夹层结构复合材料面内剪切性能测试方法，其特征在于：包括如下步骤：制备具有夹层结构的试验件，具有夹层结构的试验件包括芯板(1)，粘附于芯板(1)上端面和下端面的非测试面板(2)和测试面板(3)；在测试面板(3)上沿宽度间隔粘结三个加强板，分别为中间加强板(31)和两个侧端加强板(32)，中间加强板(31)与对应的侧端加强板(32)间设有间隙(33)，中间加强板(31)和两侧端加强板(32)分别向相反的方向延伸出测试面板(3)，其中，在中间加强板(31)延伸端开设第一连接孔(311)，在两侧端加强板(32)的延伸端开设夹具连接孔(321)；在非测试面板(2)上开设与各间隙(33)上、下一一对应的锯缝(21)，各锯缝(21)的深度延伸至试验件(1)内；制备用于夹持两侧端加强板(32)的夹具(4)，夹具(4)包括长板，长板一侧开设有插槽(41)，插槽(41)通过可拆卸连接件与来侧端加强板(32)连接，长板上还设有用于与拉伸机上的拉伸机构连接的第二连接孔(42)；将夹具(4)和中间加强板(31)延伸端分别与拉伸机上的拉伸机构连接，加载至试验件(1)破坏，根据公式获得试验件的面内剪切强度；其中，τ为面内剪切强度，单位为N/mm；F为极限载荷，单位为N；b为试验件宽度，单位为mm，获得试验件(1)的面内剪切强度。2.根据权利要求1所述的用于夹层结构复合材料面内剪切性能测试方法，其特征在于：锯缝(21)宽度为2.5mm
‑
3mm。3.根据权利要求2所述的用于夹层结构复合材料面内剪切性能测试方法，其特征在于：非测试面板(2)和测试面板(3)均为...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺靖，孙超明，黄鹤，尹航，胡瑞珍，朱秀迪，杨晓琳，刘归，牛芳旭，
申请(专利权)人：北京玻钢院复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：