[發明專利]一種芳綸紙面內壓縮力學性能測試方法

有效

• 申請號: 201910197117.6
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN109855968B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 陳玉麗;張旭鋒;楊偉超;益小蘇;楊奎堅;張峰
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;中航復材（北京）科技有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種芳綸紙面內壓縮力學性能測試方法，主要包括三個方面的內容：(1)使用膠黏劑將芳綸紙粘合為具有一定厚度的層合板，開展層合板壓縮性能試驗；(2)制作膠黏劑澆注體，開展澆注體壓縮性能試驗；(3)對層合板和膠黏劑應力應變數據進行處理，得到芳綸紙面內壓縮應力應變曲線。目前，尚沒有測試方法能夠準確測得芳綸紙的面內壓縮性能，本發明補充了現有的芳綸紙測試方法。

技術領域

本發明屬于芳綸紙力學性能測試領域，具體涉及芳綸紙的面內壓縮力學性能測試。

背景技術

芳綸紙是一種薄片狀復合材料，通過將芳綸短切纖維和芳綸漿粕抄造熱壓得到的芳綸原紙浸漬酚醛樹脂后固化得到。芳綸紙具有優異的物理與化學性能，具有防火、絕緣、耐腐蝕的特點，廣泛應用于防火和電防護領域。芳綸紙的一個常見用途，是制作為芳綸蜂窩，并進一步加工為蜂窩夾芯層合板使用。

蜂窩夾芯層合板是一種由蜂窩和兩層面板粘接形成的三明治結構，具有比彎曲剛度高和比彎曲強度高的特點，廣泛應于與飛機蒙皮、高鐵壁板和機艙內飾等對輕量化要求高的領域。與傳統的金屬蜂窩相比，芳綸蜂窩具有更好的耐腐蝕和疲勞性能，隨著飛機高鐵等長壽命產品對零部件的疲勞性能和耐腐蝕性能要求越來越高，芳綸蜂窩的使用也越來越廣泛。

在蜂窩層合板中，蜂窩夾芯通常要承受較高的壓縮載荷，在蜂窩板設計時需要考慮蜂窩的壓縮性能。目前，由于無法獲得蜂窩孔壁(芳綸紙)的壓縮性能，不能通過有限元或者理論方法預測蜂窩壓縮性能，只能通過制備蜂窩并開展蜂窩壓縮性能表征試驗獲得蜂窩的壓縮性能，成本較高而且時間周期較長。因此，需要發展一種芳綸紙壓縮性能測試方法，獲得芳綸紙壓縮性能，進而可以通過有限元或者理論方法實現對各種形狀參數的蜂窩壓縮性能的預測，降低蜂窩板研發過程中的成本并縮短研發周期。

發明內容

本發明技術解決問題：芳綸紙由于厚度極小(小于0.3mm)，在面內壓縮載荷作用下，極易發生屈曲，目前，尚沒有測試方法能夠準確測得芳綸紙的面內壓縮性能。而本發明提供了一種測試方法，能夠避免芳綸紙在壓縮載荷下發生屈曲，通過該方法，能夠獲得芳綸紙的壓縮性能。

本發明的技術方案是：通過膠黏劑，將多層芳綸紙粘合為具有一定厚度的芳綸紙層合板，分別開展芳綸紙層合板和膠黏劑澆注體壓縮性能測試，獲得芳綸紙層合板和膠黏劑的壓縮性能，然后通過理論方法對數據進行處理，從而得到芳綸紙的壓縮性能，具體實現步驟如下：

步驟A，對芳綸紙表面進行處理后，在芳綸紙表面涂抹膠黏劑，并按照相同的方向逐層鋪設芳綸紙，獲得未固化層合板，將其裝入真空袋中抽真空，去除膠黏劑中的氣泡。

步驟B，將經過步驟A獲得的去除氣泡的未固化層合板放置在模具中，同時，在模具中放置墊片，確保最終層合板名義厚度為要求值，加壓固化后得到試驗測試用芳綸紙層合板。

步驟C，將經過步驟B獲得的層合板，按照試驗標準ASTM D6641/D6641M-14加工為復合材料層合板標準壓縮試樣，并開展壓縮性能測試試驗，記錄壓縮應力以及壓縮過程中試樣的應變。

步驟D，將膠黏劑注入圓柱形模具中，使用真空烘箱抽真空，除去膠黏劑中的氣泡，然后在正常大氣壓狀態下進行固化，得到膠黏劑澆注體。

步驟E，將經過步驟D獲得的澆注體，按照試驗標準GB/T2569-1995制備壓縮試樣，并開展壓縮性能測試試驗，記錄壓縮應力以及壓縮過程中試樣的應變。

步驟F，將經過步驟C和E獲得的芳綸紙層合板和膠黏劑澆注體應力應變數據進行處理，即可得到芳綸紙壓縮應力應變曲線。

所述步驟F中的數據處理方法如下：