[實(shí)用新型]一種纖維織物單向面內(nèi)滲透率測(cè)試裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220420314.3
• 申請(qǐng)日: 2012-08-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202735221U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈玉璽;董抒華;王照靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種材料測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及一種纖維織物單向面內(nèi)滲透率測(cè)試裝置。

背景技術(shù)

在“大型飛機(jī)”國(guó)家重大專項(xiàng)以及材料技術(shù)“結(jié)構(gòu)功能復(fù)合化”發(fā)展趨勢(shì)的大背景下，復(fù)合材料液態(tài)模塑成型因其整體化、低成本、凈尺寸的結(jié)構(gòu)件制造特點(diǎn)而倍受關(guān)注。然而在其制品中經(jīng)常出現(xiàn)干斑與孔隙等浸潤(rùn)缺陷，它們的形成與纖維預(yù)制件滲透性能的不均勻性密切相關(guān)。因此，構(gòu)建預(yù)制件滲透率及其分布與多層次結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性模型，進(jìn)而精確預(yù)報(bào)復(fù)合材料浸潤(rùn)缺陷，是亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種纖維織物單向面內(nèi)滲透率測(cè)試裝置和測(cè)試方法，它具有測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)試結(jié)果誤差小，能夠準(zhǔn)確構(gòu)建預(yù)制件滲透率及其分布與多層次結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性模型，進(jìn)而精確預(yù)報(bào)復(fù)合材料浸潤(rùn)缺陷的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。

本實(shí)用新型的纖維織物單向面內(nèi)滲透率測(cè)試裝置，包括上模、下模、模腔厚度支架、壓電傳感器；所述模腔厚度支架被壓緊在上模和下模之間；所述壓電傳感器有五個(gè)，沿流體流動(dòng)方向直線分布在下模上，纖維織物放置在模腔厚度支架所圍的模腔內(nèi)，并覆蓋在壓電傳感器上，所述纖維織物單向面內(nèi)滲透率測(cè)試裝置還包括注射口和溢料口，注射口與流體注射裝置相連，溢料口與流體收集和計(jì)量裝置相連。

所述流體注射裝置可以是樹(shù)脂注射泵。

所述流體注射裝置用的液態(tài)流體可以是大豆油或樹(shù)脂。

所述上模上設(shè)有透視窗。

所述注射口或溢料口可以設(shè)置在上模或下模上。

所述模腔厚度支架由相同或不同厚度的不銹鋼框板組成，可根據(jù)實(shí)際需要組合成不同厚度的模腔。

本測(cè)試裝置的通用性強(qiáng)，無(wú)論是碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、氧化鋁纖維、天然植物纖維、有機(jī)高分子纖維等各種材料的纖維，還是編織布、單向布、非彎折織物、無(wú)紡布等各種幾何構(gòu)型的纖維，都可以用本裝置測(cè)試其滲透率。

本實(shí)用新型還提供了一種纖維織物單向面內(nèi)滲透率的測(cè)試方法，包括如下步驟：

（1）注射前的準(zhǔn)備步驟；

（2）注射的步驟；

（3）測(cè)量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并計(jì)算滲透率的步驟。

所述步驟（1）中，

1）打開(kāi)上模和下模，用酒精或丙酮等溶劑將模具表面的油性物質(zhì)擦拭干凈，晾干；按照纖維織物厚度選擇或組合模腔厚度支架并用圓柱定位銷固定，在模腔厚度支架內(nèi)側(cè)貼密封膠條（其厚度稍高于模腔厚度支架）。按密封條內(nèi)部區(qū)域尺寸，裁剪纖維織物。

注意纖維織物與密封膠條的縫隙不能太小也不能太大。若縫隙太小，密封膠條在高度方向受壓縮而發(fā)生寬度方向延展時(shí)將推擠纖維織物使其變形；若縫隙太大，將形成注射時(shí)的邊緣效應(yīng)使纖維織物滲透率測(cè)試嚴(yán)重失真。

2）鋪覆纖維織物后合上上模和下模，并鎖模緊固。

3）將溢料口與注射口接上耐壓的塑料管；注射口與注射槍連接，溢料口與流體收集和計(jì)量裝置相連。

所述步驟（2）中，

打開(kāi)注射槍開(kāi)關(guān)，將控制閥打開(kāi)，向模腔內(nèi)注入液體。等到完全浸潤(rùn)纖維織物后，關(guān)閉控制閥。

所述步驟（3）中，

1）每單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)纖維織物截面的流體體積流量(Q)可以通過(guò)用量杯測(cè)量在每單位時(shí)間內(nèi)溢料口流出的流體體積而得到；

2）截面面積(A)可以根據(jù)模腔的深度（由模腔深度的按需調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來(lái)保證）乘以模腔的寬度（即纖維織物的寬度）來(lái)得到；

3）纖維織物上的壓力差(ΔP)則取為在流體入口處的壓電傳感器測(cè)得的流體壓力減去在流體出口處的壓電傳感器測(cè)得的流體壓力；

4）流體流動(dòng)方向上的長(zhǎng)度(L)取為在流體入口處的壓電傳感器和在流體出口處的壓電傳感器之間的距離；

5）流體黏度(μ)則根據(jù)試驗(yàn)用流體的商品基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表查得；

6）將上述物理量的數(shù)值代入Darcy定律，即可求得纖維織物在測(cè)試方向上的滲透率(K)。

本實(shí)用新型的原理為達(dá)西定律，

QA=KΔPμL]]>