[發明專利]面向固化過程的復合材料與模具界面力監測方法

有效

• 申請號: 201610128916.4
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105758793B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 李迎光;李楠埡
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04;B29C35/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

1.一種面向固化過程的復合材料與模具界面力監測方法，其特征在于：在模具與復合材料接觸的表面分布設置多道在任意方向上連續或不連續分布的溝槽；應變傳感器放入溝槽中，溝槽表面密封，溝槽深度不小于傳感器直徑或截面高度，傳感器測量區域與溝槽四周壁面無接觸，測量區域兩端固定在溝槽內；將傳感器在固化過程中受到的應變換算為復合材料與模具之間的界面應力；換算步驟如下：

①將傳感器測得的應變轉變為正應力；表達式為：

σ＝E·ε

其中，σ，E，ε分別表示傳感器測量部分(5)兩端固定點所受到的正應力、模具(1)沿著傳感器軸向方向的彈性模量和固定膠(4)處的應變；

②在溝槽軸向方向取一微單元，建立復合材料(2)對模具(1)作用力與正應力下的平衡方程；表達式為：

③基于邊界條件：復合材料(2)邊緣處正應力為0；對兩邊化簡并求積分，積分范圍為復合材料（ 2 ） 邊緣到固定點距離：

得：

其中，σ₁，h，d和l分別表示傳感器測量部分(5)兩端固定點所受到的正應力，模具(1)厚度，傳感器直徑和復合材料(2)邊緣至傳感器固定點距離，τ即為復合材料(2)對模具(1)在沿傳感器放置方向的界面力。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述的溝槽沿模具長度與寬度方向分布。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的復合材料為纖維增強樹脂基復合材料、晶須增強樹脂基復合材料、纖維增強陶瓷基復合材料和晶須增強陶瓷基復合材料中的一種；所述的模具為金屬模具、復合材料模具、陶瓷材料模具、石英材料模具、水泥材料模具或石膏材料模具中的一種。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的傳感器為光纖光柵傳感器、金屬應變片；傳感器測量區域中點位于與溝槽排布方向垂直的模具中心線上。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述的溝槽為長方體或圓柱體結構。