[發(fā)明專利]一種用于測量抗裂紋能力的試樣、模具及方法

在審

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• 申請日: 2022-07-15
• 公開（公告）號: CN115308009A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉琳;郝艷捧;陽林;張瀅瀅;黃若棟;高超;周福升;楊蕓;熊佳明;鄭堯;王國利
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01N1/36
• 分類號: G01N1/36;G01N3/20;G01N3/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 周春麗

1.一種用于測量環(huán)氧復(fù)合材料-金屬界面抗裂紋能力的試樣，其特征在于，包括環(huán)氧塊(1)和金屬嵌件(3)，環(huán)氧塊(1)和金屬嵌件(3)之間固定連接，且環(huán)氧塊(1)上與金屬嵌件(3)相鄰的連接面上內(nèi)凹開設(shè)有裂縫(2)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量環(huán)氧復(fù)合材料-金屬界面抗裂紋能力的試樣，其特征在于，金屬嵌件(3)為規(guī)則的長方體，環(huán)氧塊(1)為其上開設(shè)有裂縫(2)的不規(guī)則長方體。

3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于測量環(huán)氧復(fù)合材料-金屬界面抗裂紋能力的試樣，其特征在于，設(shè)金屬嵌件(3)和環(huán)氧塊(1)的長寬高均分別為L、B、W，則有B＝W/2，L＝2.2W。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量環(huán)氧復(fù)合材料-金屬界面抗裂紋能力的試樣，其特征在于，金屬嵌件(3)的材質(zhì)為鋁合金或不銹鋼。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種用于測量環(huán)氧復(fù)合材料-金屬界面抗裂紋能力的試樣，其特征在于，金屬嵌件(3)中與環(huán)氧塊(1)連接的連接界面上涂抹有用于提升界面強(qiáng)度的粘接劑。

6.一種試樣模具，其特征在于，用于制作權(quán)利要求1-5任一所述的試樣，所述模具包括模具外殼(4)、裂紋金屬嵌件(2’)和配設(shè)的用于封閉模具外殼(4)的蓋板，

模具外殼(4)內(nèi)的一側(cè)設(shè)置有環(huán)氧腔體(1’)，與環(huán)氧腔體(1’)相鄰的另一側(cè)為金屬嵌件(3)的卡裝位，在環(huán)氧腔體(1’)和所述卡裝位之間設(shè)置有裂紋嵌件卡裝位，所述裂紋金屬嵌件(2’)能夠卡裝進(jìn)所述裂紋嵌件卡裝位內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種試樣模具，其特征在于，所述裂紋金屬嵌件外形是一個長度為B，寬度為w，高度為a的楔形金屬件，長度與環(huán)氧塊(1)和金屬嵌件(3)的寬度相等，其中，寬度w不大于2mm，a＝(0.45～0.55)B。

8.一種采用權(quán)利要求6-7任一所述的試樣模具制作權(quán)利要求1-5任一所述的試樣的方法，其特征在于，包括以下步驟：

在模具外殼(4)內(nèi)涂抹脫模劑；

將金屬嵌件(3)卡裝在模具外殼(4)內(nèi)的金屬嵌件(3)的卡裝位上，將裂紋金屬嵌件(2’)卡裝在裂紋嵌件卡裝位上；

采用蓋板蓋合密封在模具外殼(4)上；

往模具外殼(4)的環(huán)氧腔體(1’)內(nèi)澆注環(huán)氧復(fù)合材料以制備所述環(huán)氧塊(1)；

澆注完成后，打開蓋板，取下裂紋金屬嵌件(2’)和模具外殼(4)，即可得到所述試樣。

9.一種環(huán)氧復(fù)合材料-金屬界面抗裂紋能力的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

將權(quán)利要求1-5任一所述的試樣作為試驗(yàn)試樣，另制備環(huán)氧塊(1)上未內(nèi)凹開設(shè)有裂縫的試樣作為參考試樣；

采用三點(diǎn)彎曲法，通過萬能試驗(yàn)機(jī)分別對參考試樣和試驗(yàn)試樣逐漸施加壓力；

將參考試樣中環(huán)氧復(fù)合材料-金屬界面斷裂時刻的壓力記為P0，試驗(yàn)試樣中環(huán)氧復(fù)合材料-金屬界面斷裂時刻的壓力記為P1；

定義環(huán)氧復(fù)合材料-金屬界面的抗裂紋能力k，且0k1；

根據(jù)計算得到的k值判斷環(huán)氧復(fù)合材料-金屬界面的抗裂紋能力。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種環(huán)氧復(fù)合材料-金屬界面抗裂紋能力的測量方法，其特征在于，將同種配方、工藝獲得的試驗(yàn)試樣數(shù)量設(shè)置為多個，得到多個k值，采用k值的平均值來評價試樣的抗裂紋能力。