CN106769288A - 一种纤维拉伸试样的制样装置及其应用 - Google Patents

一种纤维拉伸试样的制样装置及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种纤维拉伸试样的制样装置及其应用，该装置包括底板，设置在底板上表面靠近两侧边位置的纱线导辊，连接在底板上的纤维固定片，连接在底板上的牛皮纸固定片。本发明适用于碳纤维、芳纶、玻璃纤维、金属纤维等连续纤维，与传统制样方法相比，操作简便、步骤合理、制样效率高，制样过程对纤维的损伤少，拉伸试验过程中试样不易打滑，具有普遍适用性等优点具有等优点。

Description

一种纤维拉伸试样的制样装置及其应用
技术领域
本发明涉及纤维制作领域，尤其是涉及一种纤维拉伸试样的制样装置及其应用。
背景技术
纤维增强复合材料为可设计性的结构材料或功能材料，具有轻质、高比强度、高导热、高导电、低热膨胀系数等特点，日益广泛应用于航空航天、汽车制造、风力发电、文体器材等军民两用领域。其中，作为增强材料的纤维自身的力学性能通过手工干纱制样，在拉力试验机上进行拉伸试验获得。手工干纱制样效率低，制样过程会对纤维造成损伤，对于无捻纤维损伤更为明显和难以避免；夹持段加强材料的不合理尺寸会造成拉伸试验过程出现打滑、不易夹持等不利因素，进而无法获得精确的测试结果。
中国专利CN105004592A公开了一种浸胶纤维拉伸试样的制备装置，包括托板、托板的上端面沿横向设置有两块平行的底板，底板上设置有压板，底板与压板之间通过螺栓连接。本申请与上述发明之间主要的区别如下：(1)两者适用的纤维形态不一样，本申请中的制样装置适用于未浸胶的柔软的纤维原纱而非该发明中的浸胶纤维。(2)制备后样品的用途不一样，本申请制成的纤维拉伸试样用于纤维原纱(未浸胶)的拉伸测试，而该发明中涉及的为浸胶纱的拉伸测试。(3)本申请中的制样装置适用于制备较长的拉伸试样(400mm～600mm)，而专利CN105004592A中的有效制样长度为150mm～250mm。(4)本申请中的制样装置在制备好一组样品后，不用经过加温固化，可立即松开固定压片将制好的样品取下而开始新一组样品的制备，而该专利中明显不是。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作简便、步骤合理、制样效率高，制样过程对纤维的损伤小，拉伸试验过程不易出现打滑，具有普遍适用性的纤维拉伸试样的制样装置及其应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种纤维拉伸试样的制样装置，包括：
底板，
设置在底板上表面靠近两侧边位置的纱线导辊，
连接在底板上的纤维固定片，
连接在底板上的牛皮纸固定片。
两侧的纱线导辊呈间隔设置，一侧的纱线导辊设置在另一侧两个纱线导辊之间的位置。
两侧的纱线导辊与底板采用螺纹连接、焊接或胶结的方式连接。
两侧的纤维固定片设置在最外侧的纱线导辊的外侧，与底板采用螺纹连接、焊接或胶结的方式连接。
所述的牛皮纸固定片与底板采用螺纹连接、焊接或胶结的方式连接。
纤维拉伸试样的制样装置的应用，采用以下步骤：
(a)在纤维拉伸试样的制样装置的裁断区域铺设裁剪好的牛皮纸带，用压片固定牛皮纸前端端部；
(b)在牛皮纸带上均匀刷上粘合剂；
(c)通过导纱架牵引制样纤维至制样装置首端，通过纤维固定片快速固定纤维的首端；
(d)拖动纤维依次绕过纱线导辊至制样装置尾端，通过纤维固定片快速固定纤维的末端；
(e)对折牛皮纸带，用消泡滚筒滚压至两层牛皮纸充分贴合平整；
(f)在制样装置裁断区域依次裁断测试段外的纤维，取下本组纤维试样；
(g)将整组纤维试样放置于固化炉加温固化；
(h)固化完成的整组纤维试样，用剪刀从纤维与纤维中间将牛皮纸带剪开，完成本组纤维拉伸试样制备。
所述的牛皮纸带的厚度为0.2mm～0.4mm，宽度为20～40mm。
所述的粘合剂为白胶、不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂或环氧树脂。
所述的纤维为碳纤维、芳纶、玻璃纤维或金属纤维。
与现有技术相比，本发明通过纤维固定压片固定纤维的首端，然后依次通过表面光滑的纱线导辊，最后通过固定压片固定尾端，制样过程中，纤维与导辊接触，但两者之间不会发生相对滑动，因此制样过程中对纤维的损伤小。本制样方法中选用牛皮纸作为加强端材料，既方便了制样操作，且牛皮纸与纤维粘牢后又能保证拉伸测试过程中夹头与纤维夹持段之间有足够的摩擦力而不发生打滑。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1-底板、2-纱线导辊、3-纤维固定压片、4-牛皮纸固定压片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
玻璃纤维拉伸试样制备方法，包含以下步骤：
(1)在纤维拉伸试样制样装置裁断区域铺设裁剪好的牛皮纸带，用压片固定牛皮纸带前端端部；
(2)用毛刷在牛皮纸带上均匀刷上一层粘合剂；
(3)通过导纱架牵引制样纤维至制样装置首端，通过固定片快速固定纤维；
(4)拖动纤维依次绕过制样装置的导辊至制样装置尾端，通过固定片快速固定纤维；
(5)对折牛皮纸带，用消泡滚筒滚压至两层牛皮纸充分贴合；
(6)在制样装置裁断区域依次裁断测试段外的纤维，取下本组纤维试样；
(7)将整组纤维试样放置于固化炉60℃加温4小时固化；
(8)将固化完成的整组纤维试样的牛皮纸带根据拉力试验机的夹头尺寸依次裁断，本组纤维拉伸试样制备结束。
实施例2
芳纶纤维拉伸试样制备方法，包含以下步骤：
(1)在纤维拉伸试样制样装置裁断区域铺设裁剪好的牛皮纸带，用压片固定牛皮纸带前端端部；
(2)用毛刷在牛皮纸带上均匀刷上一层粘合剂；
(3)通过导纱架牵引制样纤维至制样装置首端，通过固定片快速固定纤维；
(4)拖动纤维依次绕过制样装置的导轮至制样装置尾端，通过固定片快速固定纤维；
(5)对折牛皮纸带，用消泡滚筒滚压至两层牛皮纸充分贴合；
(6)在制样装置裁断区域依次裁断测试段外的纤维，取下本组纤维试样；
(7)将整组纤维试样放置于固化炉80℃加温2小时固化；
(8)将固化完成的整组纤维试样的牛皮纸带根据拉力试验机的夹头尺寸依次裁断，本组纤维拉伸试样制备结束。
实施例3
碳纤维拉伸试样制备方法，包含以下步骤：
(1)在纤维拉伸试样制样装置裁断区域铺设裁剪好的牛皮纸带，用压片固定牛皮纸带前端端部；
(2)用毛刷在牛皮纸带上均匀刷上一层粘合剂；
(3)通过导纱架牵引制样纤维至制样装置首端，通过固定片快速固定纤维；
(4)拖动纤维依次绕过制样装置的导轮至制样装置尾端，通过固定片快速固定纤维；
(5)对折牛皮纸带，用消泡滚筒滚压至两层牛皮纸充分贴合；
(6)在制样装置裁断区域依次裁断测试段外的纤维，取下本组纤维试样；
(7)将整组纤维试样放置于固化炉110℃加温2小时固化；
(8)将固化完成的整组纤维试样的牛皮纸带根据拉力试验机的夹头尺寸依次裁断，本组纤维拉伸试样制备结束。
实施例4
一种纤维拉伸试样的制样装置，其结构如图1所示包括底板1、设置在底板1的上表面靠近两侧边位置的纱线导辊2，连接在底板1上的纤维固定片3以及牛皮纸固定片4。
两侧的纱线导辊2呈间隔设置，一侧的纱线导辊设置在另一侧两个纱线导辊之间的位置，在本实施例中，绕纱导辊2共有11个，一侧为6个一侧为5个。纱线导辊2与底板1之间可以采用螺纹连接、焊接或胶结的方式连接。两侧的纤维固定片3设置在最外侧的纱线导辊2的外侧，与底板1采用螺纹连接、焊接或胶结的方式连接。牛皮纸固定片4与底板1采用螺纹连接、焊接或胶结的方式连接。
纤维拉伸试样的制样装置的应用，采用以下步骤：
(a)在纤维拉伸试样的制样装置的裁断区域铺设裁剪好的牛皮纸带，用压片固定牛皮纸前端端部；
(b)在厚度为0.2mm～0.4mm，宽度为20～40mm的牛皮纸带上均匀刷上不饱和聚酯树脂粘合剂；
(c)通过导纱架牵引制样纤维至制样装置首端，通过纤维固定片快速固定纤维的首端；
(d)拖动纤维依次绕过纱线导辊至制样装置尾端，通过纤维固定片快速固定纤维的末端；
(e)对折牛皮纸带，用消泡滚筒滚压至两层牛皮纸充分贴合平整；
(f)在制样装置裁断区域依次裁断测试段外的纤维，取下本组纤维试样；
(g)将整组纤维试样放置于固化炉加温固化；
(h)固化完成的整组纤维试样，用剪刀从纤维与纤维中间将牛皮纸带剪开，完成本组纤维拉伸试样制备。

Claims (9)

1.一种纤维拉伸试样的制样装置，其特征在于，该装置包括：
底板，
设置在底板上表面靠近两侧边位置的纱线导辊，
连接在底板上的纤维固定片，
连接在底板上的牛皮纸固定片。
2.根据权利要求1所述的一种纤维拉伸试样的制样装置，其特征在于，两侧的纱线导辊呈间隔设置，一侧的纱线导辊设置在另一侧两个纱线导辊之间的位置。
3.根据权利要求1或2所述的一种纤维拉伸试样的制样装置，其特征在于，两侧的纱线导辊与底板采用螺纹连接、焊接或胶结的方式连接。
4.根据权利要求1所述的一种纤维拉伸试样的制样装置，其特征在于，两侧的纤维固定片设置在最外侧的纱线导辊的外侧，与底板采用螺纹连接、焊接或胶结的方式连接。
5.根据权利要求1所述的一种纤维拉伸试样的制样装置，其特征在于，所述的牛皮纸固定片与底板采用螺纹连接、焊接或胶结的方式连接。
6.如权利要求1所述的纤维拉伸试样的制样装置的应用，其特征在于，采用以下步骤：
(a)在纤维拉伸试样的制样装置的裁断区域铺设裁剪好的牛皮纸带，用压片固定牛皮纸前端端部；
(b)在牛皮纸带上均匀刷上粘合剂；
(c)通过导纱架牵引制样纤维至制样装置首端，通过纤维固定片快速固定纤维的首端；
(d)拖动纤维依次绕过纱线导辊至制样装置尾端，通过纤维固定片快速固定纤维的末端；
(e)对折牛皮纸带，用消泡滚筒滚压至两层牛皮纸充分贴合平整；
(f)在制样装置裁断区域依次裁断测试段外的纤维，取下本组纤维试样；
(g)将整组纤维试样放置于固化炉加温固化；
(h)固化完成的整组纤维试样，用剪刀从纤维与纤维中间将牛皮纸带剪开，完成本组纤维拉伸试样制备。
7.根据权利要求6所述的纤维拉伸试样的制样装置的应用，其特征在于，所述的牛皮纸带的厚度为0.2mm～0.4mm，宽度为20～40mm。
8.根据权利要求6所述的纤维拉伸试样的制样装置的应用，其特征在于，所述的粘合剂为白胶、不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂或环氧树脂。
9.根据权利要求6所述的纤维拉伸试样的制样装置的应用，其特征在于，所述的纤维为碳纤维、芳纶、玻璃纤维或金属纤维。
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