[發(fā)明專利]一種面內(nèi)線性注膠RTM矩形模腔與預(yù)制體間摩擦系數(shù)的測試方法及裝置

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• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN111982803A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張麗青;張國利;陳光偉;張策;史曉平;童亞敏;王曦
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種面內(nèi)線性注膠RTM矩形模腔與預(yù)制體間摩擦系數(shù)的測試方法及裝置。在RTM工藝樹脂充模時往往發(fā)生預(yù)制體被沖刷的現(xiàn)象，本發(fā)明針對該問題，提出一種測試模具模腔與預(yù)制體間的摩擦系數(shù)的測試方法及裝置，可據(jù)此調(diào)整注膠壓力達到改善充模缺陷的目的。測試步驟為：(1)將多個傳感器安插在上(或下)模中并固定，通過墊片調(diào)整傳感器測試面與模腔平齊，合模后測得壓力N₀；(2)夾具的上端與萬能試驗機相連，下端夾持預(yù)制體，通過萬能試驗機運動帶動夾具所夾持的預(yù)制體從模具中抽拔出，測得摩擦力F₀；(3)根據(jù)公式f＝2F₀/N₀，計算預(yù)制體與模腔的摩擦系數(shù)。該方法簡單、易懂；該裝置可操作性強，有利于提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料、復(fù)合材料試驗、機械加工、夾具、傳感器安裝等技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種面內(nèi)線性注膠RTM矩形模腔與預(yù)制體間摩擦系數(shù)的測試方法及裝置。該測試裝置及方法可作為后續(xù)調(diào)整注膠壓力的依據(jù)，可提高生產(chǎn)制造的成本。

背景技術(shù)

目前復(fù)合材料憑借其高強高模、可設(shè)計性強等突出優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于航天、航空、汽車、船舶、體育等行業(yè)。其中以有機聚合物作為基體，以玻璃纖維、碳纖維、芳綸等作為增強體復(fù)合成型的稱為樹脂基復(fù)合材料，其復(fù)合成型方式常用的有，RTM成型、模壓成型、真空袋成型、手糊成型等。RTM成型工藝由于可設(shè)計性強、生產(chǎn)效率高、成品精度高、成品性能好等優(yōu)點被大量使用。RTM成型工藝是指先將預(yù)制體整齊鋪放在模腔中，合模后將樹脂在一定壓力下從注膠口，沿著流道注射到模腔內(nèi)，同時吸真空，以免產(chǎn)生氣泡，這是充模過程，待樹脂浸潤預(yù)制體并充模結(jié)束后，停止注膠，然后在指定溫度下固化成型，之后開模進行處理即可得到復(fù)合材料。由于充模過程封閉且模具不透明，樹脂的注射壓力小導(dǎo)致生產(chǎn)周期長，而注射壓力大會對預(yù)制體造成沖刷，不僅如此，模具與預(yù)制體之間的相互作用力也是導(dǎo)致充模過程產(chǎn)生沖刷的重要因素，因此，需要對模具和預(yù)制體之間的作用力進行研究。

目前沒有特定裝置針對實際的模具與預(yù)制體之間相互作用力進行測試，特別是模具與預(yù)制體之間的摩擦力和模具合模后對預(yù)制體的夾緊力沒有特定的測試方法與裝置，又因為制作平板復(fù)合材料的模具一般尺寸較大，現(xiàn)有的夾具均不能同時滿足尺寸和加持力的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有RTM工藝中樹脂充模時注射壓力的調(diào)控不良對預(yù)制體造成沖刷的現(xiàn)象，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高等問題，本發(fā)明目的在于解決上述技術(shù)中存在的問題，而提出一種平面內(nèi)線性注膠RTM模具模腔與預(yù)制體的摩擦系數(shù)測試方法及裝置，先通過專用壓力傳感器測出模具合模后對模腔內(nèi)預(yù)制體的夾緊力，再通過萬能試驗機帶動夾具夾持預(yù)制體從模腔中抽拔出，測得模腔與預(yù)制體之間的摩擦力，最后計算出模腔與預(yù)制體之間的摩擦系數(shù)。

該發(fā)明為RTM工藝注膠過程壓力調(diào)控提供了依據(jù)，不僅實用性強、節(jié)約成本，同時大大提高了生產(chǎn)效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種面內(nèi)線性注膠RTM矩形模腔與預(yù)制體間摩擦系數(shù)的測試方法及裝置，包括夾緊力測試裝置和摩擦力測試裝置，具體包括壓力傳感器、模具、預(yù)制體、夾具。測試夾緊力時將模具置于水平工作臺上，即上、下模均與水平線平行；測試摩擦力時將模具合模后垂直放置于萬能試驗機上并固定，將帶有注膠口的模塊置于最頂端并拆除，以利于后期將織物從模腔中抽出。具體步驟包括：

(1)模具合模后通過多個傳感器測量模腔內(nèi)織物受到的夾緊力Nn(n＝1，2，3，……)，將所測Nn(n＝1，2，3，……)的值取加權(quán)平均數(shù)N₀；

(2)夾具的上端與萬能試驗機相連，下端夾持預(yù)制體，通過萬能試驗機向上運動帶動夾具所夾持的織物從模具中抽拔出，待預(yù)制體相對模腔發(fā)生位移后，將穩(wěn)定后的數(shù)值記錄為摩擦力F0；

(3)根據(jù)公式f＝2F₀/N₀，計算預(yù)制體與模腔的摩擦系數(shù)f。