CN111982803A - 一种面内线性注胶rtm矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置 - Google Patents

一种面内线性注胶rtm矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111982803A
CN111982803A CN202011068909.2A CN202011068909A CN111982803A CN 111982803 A CN111982803 A CN 111982803A CN 202011068909 A CN202011068909 A CN 202011068909A CN 111982803 A CN111982803 A CN 111982803A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preform
mold cavity
testing
friction coefficient
glue injection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011068909.2A
Other languages
English (en)
Inventor
张丽青
张国利
陈光伟
张策
史晓平
童亚敏
王曦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Polytechnic University
Original Assignee
Tianjin Polytechnic University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Polytechnic University filed Critical Tianjin Polytechnic University
Priority to CN202011068909.2A priority Critical patent/CN111982803A/zh
Publication of CN111982803A publication Critical patent/CN111982803A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
    • G01N19/02—Measuring coefficient of friction between materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置。在RTM工艺树脂充模时往往发生预制体被冲刷的现象，本发明针对该问题，提出一种测试模具模腔与预制体间的摩擦系数的测试方法及装置，可据此调整注胶压力达到改善充模缺陷的目的。测试步骤为：(1)将多个传感器安插在上(或下)模中并固定，通过垫片调整传感器测试面与模腔平齐，合模后测得压力N0；(2)夹具的上端与万能试验机相连，下端夹持预制体，通过万能试验机运动带动夹具所夹持的预制体从模具中抽拔出，测得摩擦力F0；(3)根据公式f＝2F0/N0，计算预制体与模腔的摩擦系数。该方法简单、易懂；该装置可操作性强，有利于提高生产效率，降低生产成本。

Description

一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试 方法及装置
技术领域
本发明涉及复合材料、复合材料试验、机械加工、夹具、传感器安装等技术领域，具体涉及一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置。该测试装置及方法可作为后续调整注胶压力的依据，可提高生产制造的成本。
背景技术
目前复合材料凭借其高强高模、可设计性强等突出优点被广泛应用于航天、航空、汽车、船舶、体育等行业。其中以有机聚合物作为基体，以玻璃纤维、碳纤维、芳纶等作为增强体复合成型的称为树脂基复合材料，其复合成型方式常用的有，RTM成型、模压成型、真空袋成型、手糊成型等。RTM成型工艺由于可设计性强、生产效率高、成品精度高、成品性能好等优点被大量使用。RTM成型工艺是指先将预制体整齐铺放在模腔中，合模后将树脂在一定压力下从注胶口，沿着流道注射到模腔内，同时吸真空，以免产生气泡，这是充模过程，待树脂浸润预制体并充模结束后，停止注胶，然后在指定温度下固化成型，之后开模进行处理即可得到复合材料。由于充模过程封闭且模具不透明，树脂的注射压力小导致生产周期长，而注射压力大会对预制体造成冲刷，不仅如此，模具与预制体之间的相互作用力也是导致充模过程产生冲刷的重要因素，因此，需要对模具和预制体之间的作用力进行研究。
目前没有特定装置针对实际的模具与预制体之间相互作用力进行测试，特别是模具与预制体之间的摩擦力和模具合模后对预制体的夹紧力没有特定的测试方法与装置，又因为制作平板复合材料的模具一般尺寸较大，现有的夹具均不能同时满足尺寸和加持力的要求。
发明内容
针对现有RTM工艺中树脂充模时注射压力的调控不良对预制体造成冲刷的现象，导致生产效率低、生产成本高等问题，本发明目的在于解决上述技术中存在的问题，而提出一种平面内线性注胶RTM模具模腔与预制体的摩擦系数测试方法及装置，先通过专用压力传感器测出模具合模后对模腔内预制体的夹紧力，再通过万能试验机带动夹具夹持预制体从模腔中抽拔出，测得模腔与预制体之间的摩擦力，最后计算出模腔与预制体之间的摩擦系数。
该发明为RTM工艺注胶过程压力调控提供了依据，不仅实用性强、节约成本，同时大大提高了生产效率。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置，包括夹紧力测试装置和摩擦力测试装置，具体包括压力传感器、模具、预制体、夹具。测试夹紧力时将模具置于水平工作台上，即上、下模均与水平线平行；测试摩擦力时将模具合模后垂直放置于万能试验机上并固定，将带有注胶口的模块置于最顶端并拆除，以利于后期将织物从模腔中抽出。具体步骤包括：
(1)模具合模后通过多个传感器测量模腔内织物受到的夹紧力Nn(n＝1，2，3，……)，将所测Nn(n＝1，2，3，……)的值取加权平均数N0；
(2)夹具的上端与万能试验机相连，下端夹持预制体，通过万能试验机向上运动带动夹具所夹持的织物从模具中抽拔出，待预制体相对模腔发生位移后，将稳定后的数值记录为摩擦力F0；
(3)根据公式f＝2F0/N0，计算预制体与模腔的摩擦系数f。
传感器为轮辐式结构，且上下圆柱采用一体切割，非焊接，下圆柱为空心的测试杆，内部粘贴采集信号的应变片，上圆柱有四个固定孔，用来与模具固定，出线接头位于上圆柱的正上方，传感器的整体高度为上(或下)模具厚度。
模具为在上(或下)模具打孔，孔的形状与传感器的结构一致，孔的位置应选择与预制体接触的区域内。
安装时将传感器的测试杆安插在模具内，使测试面与模腔平齐，必要时可通过在测试杆与法兰盘之间放置橡胶垫圈来调节，然后用螺栓通过固定孔将传感器和模具固定。
所述预制体在抽拔力的作用下发生的弹性形变可忽略不计。
所述夹具包括夹具体、钳口、升降杆和挡板，夹具体上端的连接柱通过插销与万能试验机连接，夹具体下部为长方形的边框，在夹具体内部留有等腰梯形的空腔，所述钳口分为左、右两个对称的钳口，钳口在夹具体的空腔内部对称安装，通过前后两个升降杆与夹具体连接，两个挡板分别安装在夹具体空腔的前后。
钳口的长度不小于预制体的最短边，夹具体的总长度不小于钳口的长度加两挡板的厚度之和。
左右钳口的上下运动通过同时旋转两个升降杆控制，既可以确保较长尺寸钳口的水平状态，也能保证夹持力足够大。旋转升降杆向下运动，下端的控制盘接触钳口的凹槽下底面，带动钳口向下运动夹持织物；反方向旋转升降杆向上运动，控制盘接触凹槽的上顶面，带动钳口向上运动放松织物。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明科学合理的提出一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置，首先通过传感器测试模具合模后对织物的夹紧力，之后通过摩擦力测试装置测试模腔与铺层织物之间的摩擦力，之后计算出模腔与预制体的摩擦系数。该方法简单易懂，该装置可操作性强、实验可控性强，可降低生产成本提高生产效率。
附图说明
下面结合五张附图中绘制的实施例详细阐述本发明。其中：
图1为本发明一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置整体结构示意图；
图2为本发明传感器结构示意图；
图3为本发明上(下)模板结构示意图；
图4为本发明夹具结构示意图；
图5为本发明夹具中升降杆结构示意图；
图6为本发明夹具内部结构示意图。
图中：1传感器、2模具、3预制体、4夹具、5测试杆、6测试面、7橡胶垫圈、8法兰盘、9固定孔、10出线接头、11上(下)模、12安装孔、13模腔壁、14升降杆、15夹具体、16连接柱、17挡板、18导向槽、19方台、20螺纹杆、21控制盘、22钳口、23凹槽、24导向销
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详细描述。其中，所述实施例仅是本发明一部分实施例，不是全部实施例。
如图1所示，一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置包括传感器1，模具2，预制体3，夹具4。传感器1安插在模具2中的相应位置并紧固，将预制体3整齐铺放在模具2中，合模完毕后，将传感器1所检测到的信号转换为数字信号后取加权平均数N0，期间模具2水平放置。夹具4上端与万能试验机固定，下端夹持预制体，夹具4随着万能试验机向上运动，将预制体从模具中抽出，待预制体相对模腔发生位移后，将稳定后的数值记录为摩擦力F0，期间模具竖直放置。根据公式f＝2F0/N0，计算预制体与模腔的摩擦系数f。
如图2为传感器1示意图，传感器1为轮辐式结构，且上下圆柱采用一体切割，下圆柱为空心的测试杆5，内部粘贴采集信号的应变片，测试杆5最下端为测试面6，测试杆5上端与法兰盘8连接处设有橡胶气圈7，用来调节测试面6与模腔平齐，法兰盘上面有固定孔8，用螺栓和模具2固定，传感器1的出线接头10在法兰盘8的上平面。
如图3为模具的上(下)模板，在上(下)模11设置安装孔12，安装孔的形状与传感器1的形状一致，且位于与预制体接触的模腔壁13区域内。
如图4为夹具4的结构示意图，前后两个升降杆14位于夹具体15顶面的两侧，夹具体15顶面的中心位置有连接柱16，和万能试验机配合，夹具体的两侧有两块挡板17，挡板17上有两个对称的斜向导向槽18。
如图5为升降杆14的结构示意图，最低端是一个控制盘21，最顶端是方台19，中间是有螺纹的螺旋杆20。
如图6为夹具4内部结构示意图，在夹具体15的内部有一个梯形的空腔，其中放置了两个对称的钳口22，钳口上有凹槽23，是控制盘21的活动空间，钳口表面有导向销24，可以在挡板17上的导向槽18内活动，也起到对钳口22限位的作用。当旋转方台19时，螺旋杆20随之转动，同时控制盘21随之升降，当控制盘21上升时，其上表面与凹槽23上表面接触后，会带动钳口22向上运动，起到释放预制体3的作用；反之，当控制盘21下降时，其下表面与凹槽23下表面接触后，会带动钳口22向下运动，起到夹紧预制体3的作用。
以上实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，而非限制本发明的技术方案，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员依然可以对本发明进行修改或者等同代替。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、局部替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置，其特征在于：测试夹紧力时将模具置于水平工作台上，即上、下模均与水平线平行；测试摩擦力时将模具合模后垂直放置于万能试验机上并固定，将带有注胶口的模块置于最顶端并拆除，以利于后期将织物从模腔中抽出。具体步骤包括：
(1)模具合模后通过多个传感器测量模腔内织物受到的夹紧力Nn(n＝1，2，3，……)，将所测Nn(n＝1，2，3，……)的值取加权平均数N0；
(2)夹具的上端与万能试验机相连，下端夹持预制体，通过万能试验机向上运动带动夹具所夹持的织物从模具中抽拔出，待预制体相对模腔发生位移后，将稳定后的数值记录为摩擦力F0；
(3)根据公式f＝2F0/N0，计算预制体与模腔的摩擦系数f。
2.根据权利要求1所述的一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置，其特征在于：包括压力传感器、模具、预制体、夹具。
3.根据权利要求2所述的一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置，其特征在于：传感器为轮辐式结构，且上下圆柱采用一体切割，下圆柱为空心的测试杆，内部粘贴采集信号的应变片，上圆柱为法兰盘并设置四个固定孔，用来与模具固定，出线接头位于上圆柱的正上方，传感器的整体高度为上(或下)模具厚度。
4.根据权利要求2所述的一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置，其特征在于：只限定于制作平板复合材料的模具，在上(或下)模具打孔，孔的形状与传感器的结构一致，孔的位置应选择与预制体接触的区域内。
5.根据权利要求2所述的一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置，其特征在于：安装时将传感器的测试杆安插在模具内，使测试面与模腔平齐，必要时可通过在测试杆与法兰盘之间放置橡胶垫圈来调节，然后用螺栓通过固定孔将传感器和模具固定。
6.根据权利要求2所述的一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置，其特征在于：所述预制体在抽拔力的作用下发生的弹性形变可忽略不计。
7.根据权利要求2所述的一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置，其特征在于：所述夹具包括夹具体、钳口、升降杆、和挡板。
8.根据权利要求7所述的一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置，其特征在于：夹具体上端的连接柱通过插销与万能试验机连接，夹具体下部为长方形的边框，在夹具体内部留有等腰梯形的空腔，所述钳口分为左、右两个对称的钳口，钳口在夹具体的空腔内部对称安装，通过前后两个升降杆与夹具体连接，两个挡板分别安装在夹具体空腔的前后。
9.根据权利要求7所述的一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置，其特征在于：钳口的长度不小于预制体的最短边，夹具体的总长度不小于钳口的长度加两挡板的厚度之和。
10.根据权利要求7所述的一种面内线性注胶RTM矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置，其特征在于：左右钳口的上下运动通过同时旋转两个升降杆控制，既可以确保较长尺寸钳口的水平状态，也能保证夹持力足够大。旋转升降杆向下运动，下端的控制盘接触钳口的凹槽下底面，带动钳口向下运动夹持织物；反方向旋转升降杆向上运动，控制盘接触凹槽的上顶面，带动钳口向上运动放松织物。
CN202011068909.2A 2020-10-09 2020-10-09 一种面内线性注胶rtm矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置 Pending CN111982803A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011068909.2A CN111982803A (zh) 2020-10-09 2020-10-09 一种面内线性注胶rtm矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011068909.2A CN111982803A (zh) 2020-10-09 2020-10-09 一种面内线性注胶rtm矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111982803A true CN111982803A (zh) 2020-11-24

Family

ID=73450351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011068909.2A Pending CN111982803A (zh) 2020-10-09 2020-10-09 一种面内线性注胶rtm矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111982803A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117664849A (zh) * 2024-01-31 2024-03-08 天津工业大学 一种带式输送机滚筒摩擦系数测试仪

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117664849A (zh) * 2024-01-31 2024-03-08 天津工业大学 一种带式输送机滚筒摩擦系数测试仪
CN117664849B (zh) * 2024-01-31 2024-05-31 天津工业大学 一种带式输送机滚筒摩擦系数测试仪

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109406273B (zh) 粘贴式测试混凝土轴拉性能的哑铃型试件模具及试验方法
CN201376329Y (zh) 高精度框架式液压轮胎硫化机
CN102581999B (zh) 一种智能双模液压轮胎硫化机及其调模方法
CN111982803A (zh) 一种面内线性注胶rtm矩形模腔与预制体间摩擦系数的测试方法及装置
CN105034410A (zh) 碳纤维复合材料真空模压成型装置
CN110530722B (zh) 高延性水泥基材料单轴拉伸模具及试件制法和测试方法
CN113696310A (zh) 一种可移动挡板的水泥砂浆试件模具及脱模方法
CN216068377U (zh) 一种横向机械手自动抓取夹治具
CN204894561U (zh) 碳纤维复合材料真空模压成型装置
CN106976298B (zh) 一种复合材料预浸带自动化铺放装置
CN207711157U (zh) 一种四柱锁轴式液压轮胎硫化机
CN203324094U (zh) 实验室砂浆粘结强度测试用夹具
CN113155631B (zh) 一种提供混凝土持载的简易装置及方法
CN211031290U (zh) 一种rtm工艺制样用自动工作台
CN113910535A (zh) 一种用于汽车零部件加工的全自动嵌件上料转运装置
CN220807867U (zh) 一种混凝土试模
CN218470363U (zh) 一种用于拉拔试验机的装卸试件
CN111060391A (zh) 一种用于板材拉伸试验的夹具装置及其应用方法
CN216372662U (zh) 一种便于脱模的水泥抗折试验模具
CN221289456U (zh) 一种铸件加工用精密四柱液压注模装置
CN218098604U (zh) 混凝土拉伸测试件的装夹装置及混凝土试件的成型模具
CN211278953U (zh) 一种劈裂抗拉法测试混凝土层间力学性能的分层浇筑模具
CN219746288U (zh) 一种镀锌钢板注塑成型模具
CN220127575U (zh) 一种铸铁件用快速脱模装置
CN211416094U (zh) 一种注塑模具的高精度定位机构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination