一种复合材料层合板气密性检测装置制造方法及图纸

一种复合材料层合板气密性检测装置，属于气密性检测仪器领域，解决现有复合材料压力容器的气密性检测方法是对成品压力容器进行高压气密测试，存在测试成本高，检测过程繁琐，检测周期长的问题。它包括第一半模、第二半模、第一气密性阀门、第二气密性阀门、第一气压检测计和第二气压检测计，第一半模与第二半模端面密封，第一半模上安装有第一气压检测计，第二半模上安装有第二气压检测计，第一半模的入气口通过导管与第一气密性阀门的一端连通，第一气密性阀门的另一端通过导管与高压气源连通，第二半模的出气口通过导管与第二气密性阀门的一端连通。本发明专利技术实现了低成本、短周期的检测复合材料层合板气密性，用于复合材料层合板的气密性检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合材料层合板气密性检测装置，属于气密性检测仪器领域。
技术介绍
复合材料压力容器是航天飞行器贮存液体或气体燃料的重要设备。对于复合材料 压力容器而言，其性能受加工工艺影响较大。压力容器在使用过程中，由于受到各种外界载 荷的共同作用，复合材料易发生破裂，容器强度将明显降低。为了测量样品性能，检验设计 的可靠性，应该模拟压力容器在实际应用中可能遇到的种种情况，对样品进行性能测试。在 压力容器的各种性能指标中，气密性是评价其性能最重要的指标之一，它决定了压力容器 的极限承载能力。目前国际通用的压力容器气密性检测标准是水压试验和压力容器爆破试 验。根据GB9251《气瓶水压试验方法》和GB6058-85《纤维缠绕压力容器制备和内压 试验方法》的规定，水压试验是在容器完成纤维碳纤维增强层缠绕后，对容器逐一进行逐级 加载水压试验，每隔IOMPa进行一次应变采集。加压时保持上升速率不变，试验上限压力为 1. 5倍工作压力，保压一定时间后，通过外测法，测量容器变形率。 根据GB15385-1994《气瓶水压爆破试验方法》和美国DOT标准，压力容器爆破试 验指的是通过高压泵向密封压力容器内部注水并逐级以相同升压速率加载，直到压力容器 破坏。目前对复合材料压力容器的气密性检测方法是对成品压力容器进行高压气密测 试，测试成本高，检测过程繁琐，周期长。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有复合材料压力容器的气密性检测方法是对成品压力容 器进行高压气密测试，存在测试成本高，检测过程繁琐，检测周期长的问题，提供了一种复 合材料层合板气密性检测装置。本专利技术是通过下述方案予以实现的一种复合材料层合板气密性检测装置，，它包 括第一半模、第二半模、第一气密性阀门、第二气密性阀门、第一气压检测计和第二气压检 测计，第一半模与第二半模端面密封，第一半模的内腔与第一气压检测计连通，第二半模的 内腔与第二气压检测计连通，第一半模的入气口通过导管与第一气密性阀门的一端连通， 第一气密性阀门的另一端通过导管与高压气源连通，第二半模的出气口通过导管与第二气 密性阀门的一端连通。本专利技术提供了一种复合材料层合板气密性检测装置，采用本专利技术所述的装置检测 待测试件气密性时，将待测试件水平放置在第一半模与第二半模所形成的密封腔内，待测 试件将所述密封腔一分为二，打开第一气密性阀门，关闭第二气密性阀门，开启高压气源， 并输出载荷气体，当第一半模与待测试件所形成的密封腔内的气压达到一定值时，关闭第 一气密性阀门，经过一段时间渗透后，分别读取第一气压检测计和第二气压检测计所显示的气压值并计算当前复合材料层合板待测试件的气体渗透率。通过测量渗透气体体积来计算层合板气体渗透率P的过程如下首先，计算第二半模与待测试件之间形成的密封腔中气体体积变化率^ V夏 7 P0I 其中，马为第二半模与待测试件之间形成的密封腔中气压值(单位Pa) ； 4为环境大气压(单位Pa) 力第二半模与待测试件之间形成的密封腔的体积(单位m3) ；/为渗透 时间(单位:s)。之后，通过第二半模与待测试件之间形成的密封腔中气体体积变化本Γ采用理想气体状态方程计算气体分子扩张速率GTR (Gastransmissionrate)QTR =尸0 .ART其中，2为待测试件的渗透面积(单位m2)； ‘为通用气体常数(P =8. 3143 X IO3 L Pa/moi-K ) ; Γ 为环境温度(单位Κ)。最后，将P定义为气体分子扩张速率和试样厚度方向上两侧压力差之间的比值， 则尸为p_ GTR Pl~P2其中 力第一半模与待测试件之间形成的密封腔中气压值(单位Pa)。那么，待测试件的渗透率P为P = Pk其中1力待测试件的厚度(单位m)。本专利技术所述的高压气源输出的载荷气体为干燥清洁的压缩气体，所述的载荷气体 为O2或队。本专利技术所述的第一半模与待测试件所形成的密封腔内的气压所达到的一定值为 6MPa、8MPa、IOMPa 或 12MPa。本专利技术所述的第一气压检测计用于检测第一半模与待测试件之间形成的密封腔 中气压值；所述的第二气压检测计用于检测第二半模与待测试件之间形成的密封腔中气压值。现有技术中，采用水压试验或是压力容器爆破试验，测量一次需要一周左右，而且 会对试验对象造成一定的影响，试验成本高。而采用本专利技术所述的装置进行测量，仅需要 3-4天就可以完成，对实验对象无任何性能影响，大大减低试验成本。本专利技术所述的一种复合材料层合板气密性检测装置结构设计简单，能在材料制备 阶段实现对材料性能的测试，测试过程简单。附图说明图1是具体实施方式一中所述的一种复合材料层合板气密性检测装置的结构示意图；图2是第一半模的剖面图；图3是第二半模的剖面图；图4是第一半模的与第二半模 配合的端面上设置有第一密封圈的连接示意图；图5是第二半模的与第一半模配合的端面 上设置有第二密封圈及第三密封圈的连接示意图；图6是具体实施方式六中所述的一种复 合材料层合板气密性检测装置的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一下面结合图1具体说明本实施方式。一种复合材料层合板气密 性检测装置，它包括第一半模1、第二半模2、第一气密性阀门3、第二气密性阀门4、第一气 压检测计5和第二气压检测计6，第一半模1与第二半模2端面密封，第一半模1的内腔与 第一气压检测计5连通，第二半模2的内腔与第二气压检测计6连通，第一半模1的入气口 通过导管与第一气密性阀门3的一端连通，第一气密性阀门3的另一端通过导管与高压气 源连通，第二半模2的出气口通过导管与第二气密性阀门4的一端连通。本实施方式提供了一种复合材料层合板气密性检测装置，采用本实施方式所述的 装置检测待测试件气密性时，将待测试件水平放置在第一半模1与第二半模2所形成的密 封腔内，待测试件将所述密封腔一分为二，打开第一气密性阀门3，关闭第二气密性阀门4， 开启高压气源，并输出载荷气体，当第一半模1与待测试件所形成的密封腔内的气压达到 一定值时，关闭第一气密性阀门3，经过一段时间渗透后，分别读取第一气压检测计5和第 二气压检测计6所显示的气压值并计算当前复合材料层合板待测试件的气体渗透率。 通过测量渗透气体体积来计算层合板气体渗透率1>的过程如下首先，计算第二半模2与待测试件之间形成的密封腔中气体体积变化率Vt 其中，P2为第二半模2与待测试件之间形成的密封腔中气压值(单位Pa) 为环境大气压(单位Pa) 力第二半模2与待测试件之间形成的密封腔的体积(单位m3) -J为 渗透时间(单位s)。之后，通过第二半模2与待测试件之间形成的密封腔中气体体积变化率G ,采用 理想气体状态方程计算气体分子扩张速率GTR (GasTransmissionRate) 其中，A为待测试件的渗透面积(单位m )、为通用气体常数( =8. 3143 X IO3 L Pa/md-K ) ; Γ 为环境温度(单位Κ)。最后，将P定义为气体分子扩张速率和试样厚度方向上两侧压力差之间的比值， 则P为 其中，P1为第一半模1与待测试件之间形成的密封腔中气压值(单位Pa)。那么，待测试件的渗透车-力P = Pk其中，A为待测试件的厚度(单位m)。本实施方式所述的高压气源输出的载荷气体为干燥清洁的压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料层合板气密性检测装置，其特征是：它包括第一半模（１）、第二半模（２）、第一气密性阀门（３）、第二气密性阀门（４）、第一气压检测计（５）和第二气压检测计（６），第一半模（１）与第二半模（２）端面密封，第一半模（１）的内腔与第一气压检测计（５）连通，第二半模（２）的内腔与第二气压检测计（６）连通，第一半模（１）的入气口通过导管与第一气密性阀门（３）的一端连通，第一气密性阀门（３）的另一端通过导管与高压气源连通，第二半模（２）的出气口通过导管与第二气密性阀门（４）的一端连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赫晓东，王荣国，刘文博，宋大君，杨帆，矫维成，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]