[發明專利]層狀復合材料界面結合強度測試方法和測試裝置

有效

• 申請號: 201810068173.5
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108387445B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 閆五柱;岳珠峰;趙萬嘉
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N19/04
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 闞梓瑄

本公開涉及層狀復合材料技術領域，提出一種層狀復合材料界面結合強度測試方法，該方法包括：將層狀復合材料的一端固定為固定端，另一端自由為自由端；從自由端起將層狀復合材料的待測試界面一側材料去除設定部分，使層狀復合材料形成短層和長層；在長層的自由端施加載荷以使長層與短層分離，記錄長層的自由端的變形位移值以及對應的載荷值，測量長層與短層分離的分離面積；撤去載荷，記錄長層的自由端的恢復位移值以及對應的恢復張力值；將變形位移值、載荷值、恢復位移值及恢復張力值繪制成力?位移曲線，計算力?位移曲線圍成的耗散能面積，據分離面積以及耗散能面積算層狀復合材料界面結合強度。該方法誤差小，對設備和操作過程要求低。

技術領域

本公開涉及層狀復合材料技術領域，具體而言，涉及一種層狀復合材料界面結合強度測試方法和層狀復合材料界面結合強度測試裝置。

背景技術

層狀復合材料相對于其他材料而言具有優異的材料性能，如：比強度高，比剛度大，抗疲勞性強。還有一些復合材料表現抗沖擊好，減震阻尼性，各向異性以及材料具有可設計性等，因此層狀復合材料在很多領域上都有廣泛的應用。層狀復合材料界面結合強度關系到其穩定性和可靠性。如何準確地測試和表征層狀復合材料力學性能和界面層強度是一大難題。

目前，根據復合板力學性能檢測國家標準GB/T-6396-2008，評價層狀復合材料界面結合強度的方法主要有剪切法與彎曲法。剪切法是一種定量測試方法，可直接換算得到復合板界面剪切強度。但是，剪切評價法對試樣的幾何尺寸要求較高，即要求試樣的剪切面與結合界面高度重合，否則可能會引入較大誤差。然而，層狀金屬復合材料的界面結構一般由擴散層、化合物層等微細結構組成，幾乎無法準確確定界面。測試層狀復合材料界面結合強度的方法還有垂直拉伸實驗、劃痕實驗、微壓痕實驗、剝離實驗和鼓膜實驗等。這些方法對實驗設備和操作過程要求較高，數據的處理也很不方便。

因此，有必要研究一種新的層狀復合材料界面結合強度測試方法和層狀復合材料界面結合強度測試裝置。

需要說明的是，在上述背景技術部分公開的信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

發明內容

本公開的目的在于提供一種層狀復合材料界面結合強度測試方法和層狀復合材料界面結合強度測試裝置，進而至少在一定程度上克服由于相關技術的限制和缺陷而導致的誤差較大或者實驗設備和操作過程要求較高的多個問題。

根據本公開的一個方面，提供一種層狀復合材料界面結合強度測試方法，包括：

將層狀復合材料的一端固定形成固定端，另一端自由形成自由端；

從所述自由端起將所述層狀復合材料的待測試界面的一側材料去除設定部分，使所述層狀復合材料形成短層和長層；

在所述長層的自由端施加載荷以使所述長層與所述短層分離，并記錄所述長層的自由端的變形位移值以及對應的載荷值，測量所述長層與所述短層分離的分離面積；

撤去所述載荷，并記錄所述長層的自由端的恢復位移值以及對應的恢復張力值；

將所述變形位移值、所述載荷值、所述恢復位移值以及所述恢復張力值繪制成力-位移曲線，計算所述力-位移曲線圍成的耗散能面積，根據所述分離面積以及所述耗散能面積計算所述層狀復合材料界面結合強度。

在本公開的一種示例性實施例中，所述力-位移曲線繪制在一直角坐標系內，所述直角坐標系的橫坐標表示位移值，縱坐標表示力。

在本公開的一種示例性實施例中，所述層狀復合材料設置為長條狀。

在本公開的一種示例性實施例中，

在所述長層的自由端施加載荷，包括：

在設定時間內在所述自由端施加的載荷從0升至設定值；