CN113580032B - 一种复合材料力学性能试样加强片粘接工装和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明总体上属于复合材料加工领域,涉及一种复合材料力学性能试样加强片粘接工装和方法。现有的加强片粘接工装针对不同的试样分别设计专用的加强片粘接工装,通用性差,成本较高。本发明在下模板的上端面具有向内施压的上压条和下压条,在上压条和下压条内侧附近区域具有上压块和下压块;上齿板和下齿板放置在上压块和下压块之间,上齿板在内的边缘具有矩形齿,下齿板在内的边缘具有矩形齿,且两部分矩形齿啮合,上齿板和下齿板的间距可调;复合材料试样沿长度方向铺放在上齿板和下齿板的上端面,复合材料试样两端超出上齿板和下齿板外缘的部分。复合材料力学性能试样加强片的粘接效率大幅度提高;工装对复合材料力学性能试样的通用性较好。

Description

一种复合材料力学性能试样加强片粘接工装和方法
技术领域
本发明总体上属于复合材料加工领域,具体涉及一种复合材料力学性能试样加强片粘接工装和方法,用于提高复合材料力学性能试样的加强片粘接效率及试样通用性。
背景技术
复合材料力学性能试样无论是按照国标进行测试还是按照ASTM标准进行测试,在试样测试之前,均需粘接加强片以保证测试过程中产生有效的破坏模式,如拉伸性能试样GB/T 1447-2005、压缩性能试样GB/T 3856-2005都需要粘接加强片,测试试样的厚度不同,加强片的尺寸、厚度、材质等均有所不同。
现有的试样加强片粘接方法需要操作者人工逐个在试样两端的上下表面涂抹胶黏剂或铺贴胶膜、逐个粘接加强片,工序复杂,粘接效率较低,耗时费力,当试样数量较大、进度要求紧急时,经常需要加班加点,甚至无法按期完成。另外,试样的粘接质量对操作者的依赖程度较高,经常出现加强片滑移、脱粘等现象,加强片粘接质量参差不齐,重现性差,而且可能会对试样的测试结果造成一定影响。
现有的加强片粘接工装通常是针对不同的试样分别设计专用的加强片粘接工装,工装只适用于特定种类试样的加强片粘接,且只适用于特定尺寸的加强片粘接,通用性差,制备试样的数量和尺寸受限制,成本较高。
发明内容
本发明的目的是通过提出一种复合材料力学性能试样加强片粘接工装和方法,提高复合材料力学性能试样加强片的粘接效率、粘接质量,提高工装对试样的通用性。
本发明在一个方面,提供了一种复合材料力学性能试样加强片粘接工装,用于在多个复合材料试样两端的上下表面粘接加强片,该工装在下模板的上端面具有向内施压的上压条和下压条,在上压条和下压条内侧附近区域具有上压块和下压块;上齿板和下齿板放置在上压块和下压块之间,上齿板在内的边缘具有矩形齿,下齿板在内的边缘具有矩形齿,且两部分矩形齿啮合,上齿板和下齿板的间距可调;复合材料试样沿长度方向铺放在上齿板和下齿板的上端面,复合材料试样两端超出上齿板和下齿板外缘的部分,其上、下表面为粘接加强片的区域,通过所述上压块和下压块在该区域向下压紧,通过所述上压条和下压条在复合材料试样和加强片边缘处向内压紧;在所述下模板的上端面还具有左支座和右支座,上压板和下压板横跨在左支座和右支座上端,并通过向下的限位结构在宽度方向对复合材料试样进行限位。
有利或可选地,在上压条和下压条外侧、于下模板上设置有若干凸台,限位螺栓与凸台螺纹连接,通过调整限位螺栓对上压条以及下压条施压。
有利或可选地,所述上压条和下压条的截面为L型,在上压条外侧接近端部的位置具有两个凸台,在下压条外侧接近端部的位置具有两个凸台。
有利或可选地,左支座和右支座分别通过两个第二螺栓固定在下模板上。
有利或可选地,所述上压块和下压块通过重力实现向下压紧,或者通过螺栓与下模板连接后实现向下压紧。
有利或可选地,上压板和下压板分别通过第三螺栓固定在左支座和右支座上,在上压板和下压板上具有长槽,限位块可在长槽内移动,并通过第一螺栓固定在长槽内适当位置。
有利或可选地,所述限位块的高度满足被上压板和下压板压紧在上齿板和下齿板的上端面上。
有利或可选地,上压板和下压板相对于左支座和右支座的位置可调。
有利或可选地,所述上齿板和下齿板的厚度小于等于最薄加强片的厚度。
本发明在另一个方面,还提供了一种复合材料力学性能试样加强片粘接方法,该方法利用上述的粘接工装,包括以下步骤:
S1、根据复合材料试样及加强片的尺寸调节上齿板和下齿板的间距,使得复合材料试样两端超出上齿板和下齿板外缘的部分为粘接加强片的区域;
S2、将下表面的加强片依次沿上齿板和下齿板的外边缘排列放入下模板上的粘接区域内,通过所述上压条和下压条夹紧下表面的加强片边缘并限位;
S3、在所有下表面的加强片表面均匀涂抹一层胶黏剂或铺贴一层胶膜;
S4、将各复合材料试样依次排列放置在下表面的加强片上方并对正粘接;
S5、调整好上压板和下压板的位置,并沿长槽调整好限位块的位置并固定,在宽度方向上对复合材料试样进行限位;
S6、在复合材料试样上表面的粘接区域均匀涂抹一层胶黏剂或铺贴一层胶膜;
S7、对正粘接上表面的加强片;
S8、通过直接放置或者与下模板连接使得上压块和下压块分别压紧前后两端的加强片粘接区;
S9、等待胶黏剂或胶膜固化完成粘接。
本发明所阐述的工装用于但不限于复合材料力学性能试样粘接加强片,具体的保护点为不同数量、不同尺寸的试样粘接加强片的实现方式。
有益效果:复合材料力学性能试样加强片的粘接效率大幅度提高;工装对复合材料力学性能试样的通用性较好,可实现不同数量、不同尺寸的试样如拉伸性能试样、压缩性能试样等粘接加强片的需求;降低制造复合材料力学性能试样加强片粘接工装的成本;复合材料力学性能试样加强片粘接质量及批次稳定性大大提高,未再出现试样加强片滑移、脱粘等现象;试样有效测试区的尺寸符合标准的比例大大提高,确保了试样有效测试区尺寸的精度。
已经讨论的特征、功能和优点可在各种示例中独立实现,或者可以在其他示例中进行组合。可参照以下描述和附图看出示例的其他细节。
附图说明
当结合附图阅读时,通过参考以下对本发明示例的详细描述,将最好地理解例示性示例以及优选的使用模式、其他目的及其描述,其中:
图1为本发明粘接工装的斜视图;
图2为本发明粘接工装的俯视图;
图3为加强片在复合材料上下表面的铺放示意图。
1-下模板、2-上压块、3-下压块、4-上压条、5-限位螺栓、6-下压条、7-限位块、8-左支座、9-右支座、10-上压板、11-下压板、12-第一螺栓、13-下齿板、14-第二螺栓、15-第三螺栓、16-凸台、17-上齿板、18-复合材料试样、19-加强片
具体实施方式
将参照附图更充分地描述所公开的示例,在附图中示出了所公开示例中的一些但并非全部。事实上,可描述许多不同的示例并且这些示例不应该被解释为限于本文中阐述的示例。相反,描述这些示例,使得本公开将是彻底和完全的,并且将把本公开的范围充分传达给本领域的技术人员。
现在参照附图1-2,一种复合材料力学性能试样加强片粘接工装,用于在复合材料试样18两端的上下表面粘接加强片,该工装在下模板1的上端面具有向内施压的上压条4和下压条6,在上压条4和下压条6内侧附近区域具有上压块2和下压块3;上齿板17和下齿板13放置在上压块2和下压块3之间,上齿板17在内的边缘具有矩形齿,下齿板13在内的边缘具有矩形齿,且两部分矩形齿啮合,上齿板17和下齿板13的间距可调;复合材料试样18沿长度方向铺放在上齿板17和下齿板13的上端面,复合材料试样18两端超出上齿板17和下齿板13外缘的部分,其上、下表面为粘接加强片19的区域,通过所述上压块2和下压块3在该区域向下压紧,通过所述上压条4和下压条6在复合材料试样18和加强片19边缘处向内压紧;在所述下模板1的上端面还具有左支座8和右支座9,上压板10和下压板11横跨在左支座8和右支座9上端,并通过向下的限位结构在宽度方向对复合材料试样18进行限位。
在上压条4和下压条6外侧、于下模板1上设置有若干凸台16,限位螺栓5与凸台16螺纹连接,通过调整限位螺栓5对上压条4以及下压条6施压。所述上压条4和下压条6的截面为L型,在上压条4外侧接近端部的位置具有两个凸台16,在下压条6外侧接近端部的位置具有两个凸台16。
左支座8和右支座9分别通过两个第二螺栓14固定在下模板1上。所述上压块2和下压块3通过重力实现向下压紧,或者通过螺栓与下模板1连接后实现向下压紧。上压板10和下压板11分别通过第三螺栓15固定在左支座8和右支座9上,在上压板10和下压板11上具有长槽,限位块7可在长槽内移动,并通过第一螺栓12固定在长槽内适当位置。所述限位块7的高度满足被上压板10和下压板11压紧在上齿板17和下齿板13的上端面上。上压板10和下压板11相对于左支座8和右支座9的位置可调。
不同尺寸的加强片19粘接限位可以通过上齿板17和下齿板13相互插入的深度以及前后两侧的限位螺栓5调节实现。
所述上齿板17和下齿板13的厚度小于等于最薄加强片19的厚度。
该工装的使用方法:
1、根据复合材料试样18及加强片19的尺寸调节上齿板17和下齿板13的间距,使得复合材料试样18两端超出上齿板17和下齿板13外缘的部分为粘接加强片19的区域;
2、将复合材料试样18两端的下表面的加强片19依次紧密排列放入下模板1上加强片19的放置区内,拧紧安装在下模板1上的限位螺栓5,使上压条4和下压条6与加强片19的边缘紧密接触,实现对下表面的加强片19的限位。此时,限位条之间的距离恰为复合材料试样18的长度;
3、在所有下加强片表面均匀涂抹一层胶黏剂或铺贴一层胶膜;
4、将已准备好的各复合材料试样18依次排列放置在下表面的加强片19上方,使其与相应的加强片19对正;
5、调整好上压板10和下压板11的位置,并沿长槽调整好限位块7的位置并固定,对复合材料试样18在宽度方向上限位;
6、确定好上表面的加强片19的粘接区域,在所有复合材料试样18上表面的加强片19的粘接区表面均匀涂抹一层胶黏剂或铺贴一层胶膜;
7、将上表面的加强片19依次排列放置在对应的位置,使其与复合材料试样18端头、下表面的加强片19对正;
8、小心安装上压块2和下压块3,分别压紧前后两端的加强片粘接区,拧紧上压块2和下压块3与下模板连接的紧固螺栓。上压块2和下压块3的安装过程中,注意不得使两端的加强片发生错位、滑移;
9、胶黏剂或胶膜固化。
已出于例示和描述的目的展示了对不同有利布置的描述,但是该描述并不旨在是排他性的或限于所公开形式的示例。许多修改形式和变化形式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。另外,不同的有利示例可描述与其他有利示例相比不同的优点。选择和描述所选择的一个示例或多个示例,以便最佳地说明示例的原理、实际应用,并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开有进行了适于所料想特定使用的各种修改的各种示例。

Claims (7)

1.一种复合材料力学性能试样加强片粘接工装,用于在多个复合材料试样(18)两端的上下表面粘接加强片,其特征在于:该工装在下模板(1)的上端面具有向内施压的上压条(4)和下压条(6),在上压条(4)和下压条(6)内侧附近区域具有上压块(2)和下压块(3);
所述上压条(4)和下压条(6)的截面为L型,在上压条(4)外侧接近端部的位置具有两个凸台(16),在下压条(6)外侧接近端部的位置具有两个凸台(16),限位螺栓(5)与凸台(16)螺纹连接,通过调整限位螺栓(5)对上压条(4)以及下压条(6)向内施压;
上齿板(17)和下齿板(13)放置在上压块(2)和下压块(3)之间,上齿板(17)在内的边缘具有矩形齿,下齿板(13)在内的边缘具有矩形齿,且两部分矩形齿啮合,上齿板(17)和下齿板(13)的间距可调,上齿板(17)和下齿板(13)的厚度小于等于最薄加强片(19)的厚度;复合材料试样(18)沿长度方向铺放在上齿板(17)和下齿板(13)的上端面,复合材料试样(18)两端超出上齿板(17)和下齿板(13)外缘的部分,其上、下表面为粘接加强片(19)的区域;
通过所述上压块(2)和下压块(3)在该粘接加强片(19)的区域向下压紧,通过所述上压条(4)和下压条(6)在复合材料试样(18)和加强片(19)边缘处向内压紧;
在所述下模板(1)的上端面还具有左支座(8)和右支座(9),上压板(10)和下压板(11)横跨在左支座(8)和右支座(9)上端,并通过向下的限位结构在宽度方向对复合材料试样(18)进行限位。
2.根据权利要求1所述的粘接工装,其特征在于:左支座(8)和右支座(9)分别通过两个第二螺栓(14)固定在下模板(1)上。
3.根据权利要求1所述的粘接工装,其特征在于:所述上压块(2)和下压块(3)通过重力实现向下压紧,或者通过螺栓与下模板(1)连接后实现向下压紧。
4.根据权利要求1所述的粘接工装,其特征在于:上压板(10)和下压板(11)分别通过第三螺栓(15)固定在左支座(8)和右支座(9)上,在上压板(10)和下压板(11)上具有长槽,限位块(7)可在长槽内移动,并通过第一螺栓(12)固定在长槽内适当位置。
5.根据权利要求4所述的粘接工装,其特征在于:所述限位块(7)的高度满足被上压板(10)和下压板(11)压紧在上齿板(17)和下齿板(13)的上端面上。
6.根据权利要求5所述的粘接工装,其特征在于:上压板(10)和下压板(11)相对于左支座(8)和右支座(9)的位置可调。
7.一种复合材料力学性能试样加强片粘接方法,其特征在于:该方法利用如权利要求1-6中任一项所述的粘接工装,包括以下步骤:
S1、根据复合材料试样(18)及加强片(19)的尺寸调节上齿板(17)和下齿板(13)的间距,使得复合材料试样(18)两端超出上齿板(17)和下齿板(13)外缘的部分为粘接加强片(19)的区域;
S2、将下表面的加强片(19)依次沿上齿板(17)和下齿板(13)的外边缘排列放入下模板(1)上的粘接区域内,通过所述上压条(4)和下压条(6)夹紧下表面的加强片(19)边缘并限位;
S3、在所有下表面的加强片(19)表面均匀涂抹一层胶黏剂或铺贴一层胶膜;
S4、将各复合材料试样(18)依次排列放置在下表面的加强片(19)上方并对正粘接;
S5、调整好上压板(10)和下压板(11)的位置,并沿长槽调整好限位块(7)的位置并固定,在宽度方向上对复合材料试样(18)进行限位;
S6、在复合材料试样(18)上表面的粘接区域均匀涂抹一层胶黏剂或铺贴一层胶膜;
S7、对正粘接上表面的加强片(19);
S8、通过直接放置或者与下模板(1)连接使得上压块(2)和下压块(3)分别压紧前后两端的加强片粘接区;
S9、等待胶黏剂或胶膜固化完成粘接。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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