CN111896367A - 一种水基树脂纤维拔出测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种水基树脂纤维拔出测试装置，包括树脂模具，树脂模具为无盖的长方体结构，包括a、b、c、d、e五个面板，e面板为底板，e面板的两个端部固定连接c面板和d面板，c面板和d面板的一侧固定连接a面板，a面板的底边与e面板的侧边固定连接，所述c面板、d面板和e面板上设有多个等间距设置且连通的卡槽，b面板卡接在卡槽内；a面板和b面板上对称设有多个孔洞，所述孔洞内安装瓷眼，b面板上瓷眼的正下方设有纤维限位固定装置。本发明可使纤维垂直包埋于树脂基体中，并能较为精确的控制纤维埋入长度，提高了纤维拔出试验的成功率和结果的可靠性，拓展了纤维6拔出试验的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种水基树脂纤维拔出测试装置及其测试方法，属于树脂纤维复合界面测试技术领域。
背景技术
树脂纤维复合界面测试方法主要包括纤维拔出法、临界纤维长度法、微脱粘法等，其中纤维拔出法是最为常用的测定树脂纤维复合界面性能的方法，可获得直观的界面信息。然而，目前主流的纤维拔出法仅适用于高粘度热塑型树脂基体材料的拔出试验，用于水基树脂纤维复合界面测试时会出现无法精确控制纤维包埋长度、只能用于某种特定纤维的测试等树脂模具不适用问题。
发明内容
本发明针对目前纤维拔出试验测试装置只适用于高粘度热塑性树脂基体材料的局限性，提出了一种水基树脂纤维拔出测试装置及其测试方法，采取的技术方案是：
一种水基树脂纤维拔出测试装置，包括树脂模具，所述树脂模具为无盖的长方体结构，包括a、b、c、d、e五个面板，e面板为底板，e面板的两个端部固定连接c面板和d面板，所述c面板和d面板的一侧固定连接a面板，所述a面板的底边与e面板的侧边固定连接，所述c面板、d面板和e面板上设有多个等间距设置且连通的卡槽，所述c面板和d面板上的卡槽分别与e面板上的卡槽垂直，b面板卡接在卡槽内；所述a面板和b面板上对称设有多个孔洞，所述孔洞内安装瓷眼，所述b面板上瓷眼的正下方设有纤维限位固定装置。
优选的，所述卡槽的数量为5条，相邻卡槽的间距为1mm，位于外侧位置的卡槽贴近c面板、d面板和e面板的边缘设置，位于内侧位置的卡槽距离a面板的距离为1mm，所述b面板的尺寸为120mm*50mm。
优选的，所述瓷眼的数量等间距设置的5个，内径为2mm，所述瓷眼顶端距a面板或b面板顶端和底端的距离比为4:1。
优选的，所述纤维限位固定装置包括纤维限位基座和松紧螺杆，所述纤维限位基座为带有内螺纹钻孔的正方体结构，其两侧敞开设置，所述松紧螺杆与内螺纹钻孔螺纹连接，所述纤维限位基座的顶端设有用于纤维穿过的开孔。
优选的，该测试装置还包括多个规格、重量一致的配重弹簧夹，为纤维在树脂固化前预加张力。
一种水基树脂纤维拔出测试装置的测试方法，包括如下步骤：
步骤一：将树脂模具水平放置，b面板选择合适的卡槽插入；
步骤二：使纤维一端从a面板的瓷眼穿入，经树脂模具内部从b面板的瓷眼穿出，利用纤维限位固定装置固定纤维；
步骤三：纤维另一端截留适当长度，用配重弹簧夹加持在纤维的自由端使纤维自然垂落；
步骤四：用热熔胶枪熔融胶棒对b面板和卡槽的连接位置及纤维和瓷眼的间隙进行封严处理；
步骤五：将水基型树脂溶液倒满树脂模具，真空干燥使水基型树脂溶液完全固化，去除纤维与瓷眼间热熔胶，将纤维的一端从纤维限位固定装置取下，用剪刀紧贴瓷眼对纤维端部进行修剪，使得纤维修剪后嵌入树脂模具的长度固定；
步骤六：将处理好的树脂模具放入T型夹具，使用拉力强力试验机进行纤维拔出强力测试。
进一步的，所述纤维为天然纤维、人造纤维、合成纤维中的任意一种。
本发明的有益效果是：
1)测试装置结构简单，操作方便，可实现多根纤维同时制样，并能较为精确的控制纤维埋入长度，测试结果重现性好；
2)无需对测试试样进行脱模、切割或抛光，提高了测试效率，同时避免了脱模过程中人为的对树脂纤维复合界面造成的机械损伤，使测试结果更加准确。
3)打破了目前主流纤维拔出试验一般只适用于高粘度热塑型树脂的局限，提供了一种水基型树脂纤维复合界面剪切强力的测试方法，解决了本领域相关工作者面临的共性技术难题。
附图说明
图1是本发明一种水基树脂纤维拔出测试装置的结构示意图。
图2是本发明纤维限位固定装置的结构示意图。
图3是本发明纤维拔出试验示意图。
图中：1、树脂模具；2、卡槽；3、瓷眼；4、纤维限位固定装置；401、纤维限位基座；402、松紧螺杆；5、配重弹簧夹；6、纤维；7、T型夹具。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种水基树脂纤维拔出测试装置，包括为不锈钢材质的树脂模具1，所述树脂模具1为无盖的长方体结构，包括a、b、c、d、e五个不锈钢面板，e面板为底板，e面板的两个端部固定连接c面板和d面板，所述c面板和d面板的一侧固定连接a面板，所述a面板的底边与e面板的侧边固定连接，所述c面板、d面板和e面板上设有多个等间距设置且连通的卡槽2，所述c面板和d面板上的卡槽2分别与e面板上的卡槽2垂直，b面板卡接在卡槽2内，b面板为可调节面板，通过改变b面板位置来调节a、b两面板间距H；所述a面板和b面板上对称设有多个孔洞，所述孔洞内安装瓷眼3，所述瓷眼3与a面板和b面板刚性连接，所述b面板上瓷眼3的正下方设有纤维限位固定装置4。
所述卡槽2的数量为5条，相邻卡槽2的间距为1mm，位于外侧位置的卡槽2贴近c面板、d面板和e面板的边缘设置，位于内侧位置的卡槽2距离a面板的距离为1mm，所述b面板的尺寸为L*I＝120mm*50mm，所述a面板和b面板的间距H＝1mm～5mm。
所述瓷眼3的数量等间距设置的5个，内径为2mm，所述瓷眼3顶端距a面板或b面板顶端和底端的距离比为4:1，所述的瓷眼3为纺织领域设备常用配件，可避免纤维6穿过时被金属边缘切断或表面磨损产生测试误差。
如图2所示，所述纤维限位固定装置4包括纤维限位基座401和松紧螺杆402，所述纤维限位基座401为带有内螺纹钻孔的正方体结构，其两侧敞开设置，所述松紧螺杆402与内螺纹钻孔螺纹连接，所述纤维限位基座401的顶端设有用于纤维6穿过的开孔。所述松紧螺杆402为纤维限位基座401配套配件，通过调节松紧螺杆402位置将纤维6固定在纤维限位基座401上。
该测试装置还包括多个规格、重量一致的配重弹簧夹5，为纤维6在树脂固化前同一预加张力。
一种水基树脂纤维拔出测试装置的测试方法，包括如下步骤：
步骤一：将树脂模具1水平放置，b面板选择合适的卡槽2插入，多个卡槽2可供选择，本实施例选用最外侧的卡槽2插入，使a面板和b面板的间距H＝5mm；
步骤二：使纤维6一端从a面板的瓷眼穿入，经树脂模具1内部从b面板的瓷眼3穿出，利用纤维限位固定装置4固定纤维6；
步骤三：纤维6另一端截留适当长度，用配重弹簧夹5加持在纤维6的自由端使纤维6自然垂落；
步骤四：用热熔胶枪熔融胶棒对b面板和卡槽2的连接位置及纤维6和瓷眼3的间隙进行封严处理；
步骤五：将水基型树脂溶液倒满树脂模具1，真空干燥使水基型树脂溶液完全固化，去除纤维6与瓷眼3间热熔胶，将纤维6从纤维限位固定装置4取下，用剪刀紧贴瓷眼3对纤维6端部进行修剪，使得纤维6修剪后嵌入树脂模具1的长度固定；
步骤六：将处理好的树脂模具1放入T型夹具7，所述T型夹具7包括方管结构件和固定杆，所述方管结构件的底端设有条形开口，用以穿过纤维6，顶端中部固定连接固定杆，如图3所示，使用拉力强力试验机进行纤维拔出强力测试。
所述纤维6为天然纤维、人造纤维、合成纤维中的任意一种，本发明选用仪征化纤LY-35/1600D超高分子量聚乙烯纤维。
检测所得数据如表1所示，测试所得数据稳定，结果重现性好。
表1：纤维拔出强力测试结果
本发明可使纤维6垂直包埋于树脂基体中，并能较为精确的控制纤维6埋入长度，提高了纤维6拔出试验的成功率和结果的可靠性，拓展了纤维6拔出试验的应用范围。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种水基树脂纤维拔出测试装置，其特征在于：包括树脂模具，所述树脂模具为无盖的长方体结构，包括a、b、c、d、e五个面板，e面板为底板，e面板的两个端部固定连接c面板和d面板，所述c面板和d面板的一侧固定连接a面板，所述a面板的底边与e面板的侧边固定连接，所述c面板、d面板和e面板上设有多个等间距设置且连通的卡槽，所述c面板和d面板上的卡槽分别与e面板上的卡槽垂直，b面板卡接在卡槽内；所述a面板和b面板上对称设有多个孔洞，所述孔洞内安装瓷眼，所述b面板上瓷眼的正下方设有纤维限位固定装置。
2.根据权利要求1所述的一种水基树脂纤维拔出测试装置，其特征在于：所述卡槽的数量为5条，相邻卡槽的间距为1mm，位于外侧位置的卡槽贴近c面板、d面板和e面板的边缘设置，位于内侧位置的卡槽距离a面板的距离为1mm，所述b面板的尺寸为120mm*50mm。
3.根据权利要求1所述的一种水基树脂纤维拔出测试装置，其特征在于：所述瓷眼的数量等间距设置的5个，内径为2mm，所述瓷眼顶端距a面板或b面板顶端和底端的距离比为4:1。
4.根据权利要求1所述的一种水基树脂纤维拔出测试装置，其特征在于：所述纤维限位固定装置包括纤维限位基座和松紧螺杆，所述纤维限位基座为带有内螺纹钻孔的正方体结构，其两侧敞开设置，所述松紧螺杆与内螺纹钻孔螺纹连接，所述纤维限位基座的顶端设有用于纤维穿过的开孔。
5.根据权利要求1所述的一种水基树脂纤维拔出测试装置，其特征在于：该测试装置还包括多个规格、重量一致的配重弹簧夹，为纤维在树脂固化前预加张力。
6.一种水基树脂纤维拔出测试装置的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：将树脂模具水平放置，b面板选择合适的卡槽插入；
步骤二：使纤维一端从a面板的瓷眼穿入，经树脂模具内部从b面板的瓷眼穿出，利用纤维限位固定装置固定纤维；
步骤三：纤维另一端截留适当长度，用配重弹簧夹加持在纤维的自由端使纤维自然垂落；
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步骤六：将处理好的树脂模具放入T型夹具，使用拉力强力试验机进行纤维拔出强力测试。
7.根据权利要求6所述的一种水基树脂纤维拔出测试装置的测试方法，其特征在于：所述纤维为天然纤维、人造纤维、合成纤维中的任意一种。
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