CN104713778A - 一种三维编织物拉伸性能的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三维编织物拉伸性能的测试方法，包括如下步骤：①准备长250mm，宽为25mm，厚度为3mm～5mm的三维编织试样；②配置树脂，将环氧树脂和固化剂按3∶1或4∶1的质量配比倒入烧杯，混合搅匀；③将试样的端头进行树脂处理后，放入固化用五联模具中固化12h；④设置好仪器的拉伸速度为5mm/min，拉伸隔距为150mm，将试样夹持于拉伸试验仪的上、下夹持器中，对试样进行拉伸试验，记录试样拉伸至断裂过程中的断裂强力值。与现有技术相比，本发明的优点是：操作过程简单方便，能够很好地保护试样夹持端，以方便夹持试样，保持试样在拉伸过程中处于稳定状态，解决了试样拉伸时钳口滑移、纤维脆裂等问题。
Description
技术领域：
本发明涉及三维编织物测试领域，尤其是三维编织物拉伸性能的测试方法，适用于三维编织物的开发、生产与检测。
背景技术：
三维编织物以其质量轻、比强度和比模量高、抗疲劳断裂性能好、结构功能一体化以及可设计性强等优越性能，而广泛应用于航空航天、国防军工、汽车制造、生物医药以及民用基础建设等多个领域，如卫星支架、火箭喉衬等航空和航天器等异型预制件。但与三维编织物的加工技术的研究和发展相比，国内外对三维编织物拉伸等基础力学性能的标准测试方法研究较少。生产、研发以及检测部门都希望有一个能被广泛接受的、经过充分科学论证的、统一的检测方法。
三维编织物多采用碳纤维、玻璃纤维和芳纶等高性能纤维编织而成，由于纤维本身比较脆，织成的试样厚度大，断裂强力高，对试样进行拉伸试验时会出现钳口处纤维脆裂，打滑等现象，断裂处基本在钳口，得不到织物的最大载荷值。目前现有的方法都是以软垫布或纱布包裹试样两端后再进行拉伸，但效果并不理想，还是会出现衬布破裂、钳口处纤维脆裂以及钳口处滑移等现象，所得试验数据也不稳定。
发明内容：
针对上述缺陷本发明提出了一种三维编织物拉伸性能的测试方法，用于三维编织物的开发、生产与检测。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是一种三维编织物拉伸性能的测试方法，其特征在于包括如下步骤：
1、准备长250mm，宽为25mm，厚度为3mm～5mm的三维编织试样（1）；
2、配置树脂，将环氧树脂和固化剂按3∶1或4∶1的质量配比倒入烧杯，混合搅匀；
3、将三维编织试样（1）的两端头（2）分别浸入树脂中，浸泡2min后取出，用刷子将三维编织试样（1）的两端头（2）表面的树脂涂刷均匀，其中上述两端头的长度分别为60mm；
4、将涂有树脂的三维编织试样（1）放入钢制下模具（6）内，将不锈钢压块（5）压在三维编织试样（1）上，然后盖上钢制上磨具（4），在常温下固化12h；
5、取出固化好的三维编织试样（1），在距试样两端50mm处分别划两条标记线（3）；
6、设定拉伸试验仪的拉伸速度为5mm/min，调整上、下夹持器（7）的隔距至150 mm，将固化好的三维编织试样（1）两个端头（2）分别沿标记线（3）夹持在上、下夹持器（7）中，使三维编织试样（1）的中心线与上、下夹持器（7）的中心线在一条直线上；
7、启动拉伸试验仪，拉伸三维编织试样（1），直至三维编织试样（1）断裂，记录三维编织试样（1）拉伸至断裂过程中的断裂强力值。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明提出用环氧树脂对试样两端进行复合固化，对其夹持端进行保护，然后对试样进行拉伸试验，试样基本在中间呈一定角度断裂，取得比较理想的拉伸效果，基本解决了试样拉伸时钳口滑移、纤维脆裂等问题。
2、本发明操作过程简单方便，测试方法规范，能够很方便地夹持试样，保持试样在拉伸过程中处于稳定状态，试验数据离散系数小，重复性好。
附图说明：
图1为三维编织试样树脂处理和标记尺寸示意图；
图2为固化用五联模具主视图；
图3为放置三维编织试样后的钢制下模具的俯视图；
图4为三维编织试样夹持示意图；
图中，1－三维编织试样，2－端头，3－标记线， 4－钢制下模具， 5－不锈钢压块，
6－钢制上磨具，7－上、下夹持器。
具体实施方式：
实施例1
1、选取一组三纬五向碳纤维编织试样，其尺寸为250mm×25mm×3mm，花结长度为3.8mm；
2、配置树脂，将环氧树脂和固化剂按3∶1的质量配比倒入烧杯，混合搅匀；
3、将各三纬五向碳纤维编织试样的两端头分别浸入树脂中60mm，浸泡2min后取出，用刷子将三纬五向碳纤维编织试样的两端头表面的树脂涂刷均匀；
4、将两端头涂有树脂的三纬五向碳纤维编织试样放入钢制下模具内，将不锈钢条压在三纬五向碳纤维编织试样上，然后盖上钢制上磨具，在常温下固化12h；
5、取出固化好的三纬五向碳纤维编织试样，在距两端头50mm处分别划两条标记线；
6、设定拉伸试验仪的拉伸速度为5mm/min，调整上、下夹持器的隔距至150 mm，将固化好的三纬五向碳纤维编织试样两个端头分别沿标记线夹持在上、下夹持器中，使试样的中心线与上、下夹持器的中心线在一条直线上；
7、启动拉伸试验仪，拉伸三纬五向碳纤维编织试样，直至三纬五向碳纤维编织试样断裂，记录三纬五向碳纤维编织试样拉伸至断裂过程中的断裂强力值，该组试样的编织参数以及测定的断裂强力值见表1。
比较实施例1
1、选取一组三纬五向碳纤维编织试样，其尺寸为250mm×25mm×3mm，花结长度为3.8mm，在距两端头50mm处分别划两条标记线；
2、设定拉伸试验仪的拉伸速度为5mm/min，调整上、下夹持器的隔距至150 mm，将三纬五向碳纤维编织试样两个端头分别沿标记线夹持在上、下夹持器中，使试样的中心线与上、下夹持器的中心线在一条直线上；
3、启动拉伸试验仪，拉伸三纬五向碳纤维编织试样，直至三纬五向碳纤维编织试样断裂，记录三纬五向碳纤维编织试样拉伸至断裂过程中的断裂强力值，该组试样的编织参数以及测定的断裂强力值见表2。
实施例2
1、选取一组三纬五向玻璃纤维编织试样，其尺寸为250mm×25mm×4mm，花结长度为7mm；
2、配置树脂，将环氧树脂和固化剂按3∶1的质量配比倒入烧杯，混合搅匀；
3、将各三纬五向玻璃纤维编织试样的两端头分别浸入树脂中60mm，浸泡2min后取出，用刷子将三纬五向玻璃纤维编织试样的两端头表面的树脂涂刷均匀；
4、将两端头涂有树脂的三纬五向玻璃纤维编织试样放入钢制下模具内，将不锈钢条压在三纬五向玻璃纤维编织试样上，然后盖上钢制上磨具，在常温下固化12h；
5、取出固化好的三纬五向玻璃纤维编织试样，在距两端头50mm处分别划两条标记线；
6、设定拉伸试验仪的拉伸速度为5mm/min，调整上、下夹持器的隔距至150 mm，将固化好的三纬五向玻璃纤维编织试样两个端头分别沿标记线夹持在上、下夹持器中，使试样的中心线与上、下夹持器的中心线在一条直线上；
7、启动拉伸试验仪，拉伸三纬五向玻璃纤维编织试样，直至三纬五向玻璃纤维编织试样断裂，记录三纬五向玻璃纤维编织试样拉伸至断裂过程中的断裂强力值，该组试样的编织参数以及测定的断裂强力值见表3。
比较实施例2
1、选取一组三纬五向玻璃纤维编织试样，其尺寸为250mm×25mm×4mm，花结长度为7mm，在距两端头50mm处分别划两条标记线；
2、设定拉伸试验仪的拉伸速度为5mm/min，调整上、下夹持器的隔距至150 mm，将三纬五向玻璃纤维编织试样两个端头分别沿标记线夹持在上、下夹持器中，使试样的中心线与上、下夹持器的中心线在一条直线上；
3、启动拉伸试验仪，拉伸三纬五向玻璃纤维编织试样，直至三纬五向玻璃纤维编织试样断裂，记录三纬五向玻璃纤维编织试样拉伸至断裂过程中的断裂强力值，该组试样的编织参数以及测定的断裂强力值见表4。
表1：三维五向碳纤维编织物按本发明测定的断裂强力值
表2：三维五向碳纤维编织物未按本发明测定的断裂强力值
表3：三维五向玻璃纤维编织物按本发明测定的断裂强力值
表4：三维五向玻璃纤维编织物未按本发明测定的断裂强力值
从表1、表2、表3和表4中数据可以看出，用本发明测试方法经树脂处理对不同材料和编织参数的三维编织试样进行拉伸试验，得出的试验数据比较稳定，而未按本发明直接测定试样拉伸性能时，各试样全部在钳口处断裂，得不到断裂强力值。
Claims (1)
1.一种三维编织物拉伸性能的测试方法，其特征是该方法的步骤如下：
（1）准备长250mm，宽为25mm，厚度为3mm～5mm的三维编织试样（1）；
（2）配置树脂，将环氧树脂和固化剂按3∶1或4∶1的质量配比倒入烧杯，混合搅匀；
（3）将三维编织试样（1）的两端头（2）分别浸入树脂中，浸泡2min后取出，用刷子将三维编织试样（1）的两端头（2）表面的树脂涂刷均匀，其中上述两端头的长度分别为60mm；
（4）将涂有树脂的三维编织试样（1）放入钢制下模具（6）内，将不锈钢压块（5）压在三维编织试样（1）上，然后盖上钢制上磨具（4），在常温下固化12h；
（5）取出固化好的三维编织试样（1），在距试样两端50mm处分别划两条标记线（3）；
（6）设定拉伸试验仪的拉伸速度为5mm/min，调整上、下夹持器（7）的隔距至150 mm，将固化好的三维编织试样（1）两个端头（2）分别沿标记线（3）夹持在上、下夹持器（7）中，使三维编织试样（1）的中心线与上、下夹持器（7）的中心线在一条直线上；
（7）启动拉伸试验仪，拉伸三维编织试样（1），直至三维编织试样（1）断裂，记录三维编织试样（1）拉伸至断裂过程中的断裂强力值。
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