CN115266270A - 一种复合材料测试样件及其制备工装、制备方法 - Google Patents

Abstract

一种复合材料测试样件及其制备工装、制备方法，其中，该制备方法包括如下步骤：步骤S1，配置制备工装，制备工装包括底板、定位板和压板，底板设置有容纳槽；步骤S2，在容纳槽内铺设第一测试基材，第一测试基材具有待连接部位；步骤S3，在第一测试基材上放置定位板，定位板和容纳槽的槽侧壁相抵，并避让待连接部位；步骤S4，在待连接部位上设置粘结剂；步骤S5，在底板上铺设第二测试基材，并使得第二测试基材的局部和粘结剂相接触；步骤S6，在第二测试基材上放置压板；步骤S7，热固化；步骤S8，脱模；第一测试基材和第二测试基材中的至少一者为碳纤维预浸料。上述制备方法所制备的复合材料测试样件在后续做拉伸剪切强度测试时的准确性相对较高。

Description

一种复合材料测试样件及其制备工装、制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料测试样件技术领域，具体涉及一种复合材料测试样件及其制备工装、制备方法。

背景技术

当前，复合材料的拉伸剪切强度测试样件的制作方法普遍是先制备两个复合材料测试板件，然后再使用粘结剂对两个复合材料测试板件进行胶接。

上述方法主要存在以下缺陷：1)效率较低，制备过程费时费力；2)对于需要在中、高温的条件下进行固化的粘结剂而言，复合材料测试板件会再次经历高温，这就可能会达到复合材料的玻璃化转变温度，进而导致复合材料测试板件发生失效或者变形，影响后续拉伸剪切强度测试结果的准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合材料测试样件及其制备工装、制备方法，其中，该制备方法所制备的复合材料测试样件在后续做拉伸剪切强度测试时的准确性相对较高。

为解决上述技术问题，本发明提供一种复合材料测试样件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，配置制备工装，所述制备工装包括底板、定位板和压板，所述底板设置有容纳槽；步骤S2，在所述容纳槽内铺设第一测试基材，所述第一测试基材具有待连接部位；步骤S3，在所述第一测试基材上放置定位板，所述定位板和所述容纳槽的槽侧壁相抵，并避让所述待连接部位；步骤S4，在所述待连接部位上设置粘结剂；步骤S5，在所述底板上铺设第二测试基材，并使得所述第二测试基材的局部和所述粘结剂相接触；步骤S6，在所述第二测试基材上放置压板；步骤S7，热固化；步骤S8，脱模；所述第一测试基材和所述第二测试基材中的至少一者为碳纤维预浸料。

采用上述的方案，复合材料测试样件成型过程中，第一测试基材和第二测试基材中的至少一者并非固化后的层合板，而是选用尚未固化的碳纤维预浸料。

以第二测试基材是碳纤维预浸料作为示例。在步骤S7的热固化过程中，第二测试基材和粘结剂可以同步地进行固化成型，能够较大程度地避免粘结剂固化过程中第二测试基材因重复升温而发生失效或者变形的情况，进而可以较大程度地提高复合材料测试样件在后续拉伸剪切强度测试时的准确性，并能够提升复合材料测试样件的制备效率。另外，由于无需担心第二测试基材在升温过程中的失效、变形，复合材料测试样件在制备的过程中可以进行相对较长时间的加热和保温，有利于保证粘结剂的充分固化，这对于保证第一测试基材和第二测试基材的可靠连接、以及后续拉伸剪切强度测试准确性的提高等均有积极的意义。

可选地，所述第一测试基材和所述第二测试基材中的至少一者为碳纤维预浸料。

可选地，在所述步骤S4中，所述粘结剂紧贴所述定位板的周壁。

可选地，在所述步骤S6中，所述压板紧贴所述定位板的周壁。

可选地，在所述步骤S6和所述步骤S7之间还包括：步骤S61，在所述压板上放置辅料，并使用真空袋包裹所述制备工装。

可选地，所述辅料包括脱模布、有孔隔离膜和导气毡。

可选地，在所述步骤S1之后还包括：步骤S11，清理工装，并涂覆脱模剂。

可选地，在所述步骤S8之后还包括：步骤S9，对脱模后的产品进行切割。

本发明还提供一种复合材料测试样件的制备工装，应用于上述的复合材料测试样件的制备方法，所述制备工装包括底板、定位板和压板，所述底板设置有容纳槽。

本发明还提供一种复合材料测试样件，适于上述的复合材料测试样件的制备方法进行制备。

附图说明

图1为本发明所提供复合材料测试样件的制备工装在制备复合材料测试样件过程中的结构示意图；

图2为本发明所提供复合材料测试样件的制备方法的流程示意图。

图1-图2中的附图标记说明如下：

1底板、2定位板、3压板、4第一测试基材、5粘结剂、6第二测试基材。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本文中所述“第一”、“第二”等词，仅是为了便于描述结构和/或功能相同或者相类似的两个以上的结构或者部件，并不表示对于顺序和/或重要性的某种特殊限定。

请参考图1-图2，图1为本发明所提供复合材料测试样件的制备工装在制备复合材料测试样件过程中的结构示意图，图2为本发明所提供复合材料测试样件的制备方法的流程示意图。

如图1和图2所示，本发明提供一种复合材料测试样件的制备方法，至少包括下述的步骤S1至步骤S8，用于制备复合材料测试样件，以便进行拉伸剪切强度的测试。

步骤S1，配置制备工装。

结合图1，本发明所提供制备工装包括底板1、定位板2和压板3，其中，底板1设置有容纳槽(图中未标注)。

步骤S2，在容纳槽内铺设第一测试基材4，第一测试基材4具有待连接部位。

步骤S3，在第一测试基材4上放置定位板2，定位板2和容纳槽的槽侧壁相抵，并可以避让待连接部位，即定位板2未覆盖该待连接部位。待连接部位的尺寸在此不作限定，具体可以根据实际需要进行设置，例如，在图1的视角下，待连接部位在左右方向上的尺寸可以在12mm-13mm之间，具体可以为12.5mm。

步骤S4，在待连接部位上设置粘结剂5。粘结剂5的种类也可以根据实际需要进行选择，例如可以为环氧胶等。

步骤S5，在底板1上铺设第二测试基材6，并使得第二测试基材6的局部和粘结剂5相接触，第二测试基材6为碳纤维预浸料。也就是说，第二测试基材6尚未进行固化。

步骤S6，在第二测试基材6上放置压板3。压板3以及上述的定位板2可以对第一测试基材4以及第二测试基材6的厚度以及形状进行限定。

步骤S7，热固化。热固化的设备可以不做限定，只要能够起到加热固化的技术效果即可，例如可以为烘箱、热压罐等。

步骤S8，脱模。将固化后的第一测试基材4、粘结剂5以及第二测试基材6和制备工装相分离，这样，即可以获取复合材料测试样件。在一些可选的实施方式中，为了便于和后续的测试设备相适配，在步骤S8之后还可以包括步骤S9，对脱模后的产品进行切割，这样还可以对测试样件的尺寸进行调整。

采用上述的方案，复合材料测试样件成型过程中，第二测试基材6并非固化后的层合板，而是选用尚未固化的碳纤维预浸料，如此，在步骤S7的热固化过程中，第二测试基材6和粘结剂5可以同步地进行固化成型，能够较大程度地避免粘结剂5固化过程中第二测试基材6因重复升温而发生失效或者变形的情况，进而可以较大程度地提高复合材料测试样件在后续拉伸剪切强度测试时的准确性，并能够提升复合材料测试样件的制备效率。

另外，由于无需担心第二测试基材6在升温过程中的失效、变形，复合材料测试样件在制备的过程中可以进行相对较长时间的加热和保温，有利于保证粘结剂5的充分固化，这对于保证第一测试基材4和第二测试基材6的可靠连接、以及后续拉伸剪切强度测试准确性的提高等均有积极的意义。

在具体实践中，也可以是第一测试基材4采用尚未固化的碳纤维预浸料。也就是说，第一测试基材4和第二测试基材6中，可以是一者采用尚未固化的碳纤维预浸料，而另一者采用固化后的层合板。

或者，第一测试基材4和第二测试基材6也可以均采用尚未固化的碳纤维预浸料。这样，在复合材料测试样件成型的过程中，第一测试基材4、粘结剂5和第二测试基材6可以同步成型，第一测试基材4基本也不存在重复升温而导致的失效或者变形风险，可更大程度地保证复合材料测试样件在拉伸剪切强度测试时的准确性。

在复合材料测试样件的制备工装中，底板1、定位板2以及压板3的具体结构形状可以不作限定，在实际应用中，本领域技术人员可以结合具体需要进行配置，只要能够满足复合材料测试样件的加工需求即可。在一些示例性的方案中，底板1、定位板2以及压板3均可以大致为矩形板，相应的，容纳槽也可以为矩形槽。

以矩形板的结构作为示例，定位板2可以具有相对设置的上板壁、下板壁以及连接上板壁和下板壁的周壁，其中，定位板2的周壁具有四个周壁面。结合图1，定位板2的下板壁可用于压接第一测试基材4，定位板2的三个周壁面可以用于和容纳槽的槽侧壁相抵，以限定定位板2相对底板1的安装位置，定位板2的另一个周壁面可用于和粘结剂5相抵，以用于限定粘结剂5的设置位置。

进一步地，在步骤S6中，压板3还可以紧贴定位板2的周壁，具体可以是和粘结剂5所贴合的周壁面相贴合，这样，还可以限定压板3的安装位置。

在步骤S6之后，也即定位板2、压板3均配置完毕后，在执行步骤S7之前，本发明所提供制备方法还可以包括：步骤S61，在压板3上放置辅料，并使用真空袋包裹制备工装，以制备真空系统。

辅料具体可以为脱模布、有孔隔离膜、导气毡等，这些辅料可以依次铺设于制备工装；其中，脱模布是为了方便脱模，有孔隔离膜则用于实现隔离、排气和排胶等，导气毡则用于导气，并可吸收多余的预浸料。通过设置真空袋以及抽真空，可以起到压实复合材料测试样件的作用，有利于复合材料测试样件的成型。

进一步地，在上述步骤S1之后还包括：步骤S11，清理工装，工装的清理具体可以是通过丙酮、无水乙醇或者其他的一些清洗剂等，用于保证工装表面的清洁度；然后，可以在工装的表面涂覆脱模剂，以利于脱模，脱模剂的种类在此不作限定。

本发明实施例还提供一种复合材料测试样件的制备工装，应用于上述的复合材料测试样件的制备方法，该制备工装包括底板1、定位板2和压板3，底板1设置有容纳槽。

本发明实施例还提供一种复合材料测试样件，适于采用上述的复合材料测试样件的制备方法进行制备。测试样件中的第一测试基材4和第二测试基材6中的至少一者和粘结剂5同步地固化成型，能够保证自身的结构强度和形状，以利于提高拉伸剪切强度测试结果的准确性。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种复合材料测试样件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，配置制备工装，所述制备工装包括底板(1)、定位板(2)和压板(3)，所述底板(1)设置有容纳槽；

步骤S2，在所述容纳槽内铺设第一测试基材(4)，所述第一测试基材(4)具有待连接部位；

步骤S3，在所述第一测试基材(4)上放置定位板(2)，所述定位板(2)和所述容纳槽的槽侧壁相抵，并避让所述待连接部位；

步骤S4，在所述待连接部位上设置粘结剂(5)；

步骤S5，在所述底板(1)上铺设第二测试基材(6)，并使得所述第二测试基材(6)的局部和所述粘结剂(5)相接触；

步骤S6，在所述第二测试基材(6)上放置压板(3)；

步骤S7，热固化；

步骤S8，脱模；

所述第一测试基材(4)和所述第二测试基材(6)中的至少一者为碳纤维预浸料。

2.根据权利要求1所述复合材料测试样件的制备方法，其特征在于，所述第一测试基材(4)和所述第二测试基材(6)均为碳纤维预浸料。

3.根据权利要求1所述复合材料测试样件的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述粘结剂(5)紧贴所述定位板(2)的周壁。

4.根据权利要求1所述复合材料测试样件的制备方法，其特征在于，在所述步骤S6中，所述压板(3)紧贴所述定位板(2)的周壁。

5.根据权利要求1-4中任一项所述复合材料测试样件的制备方法，其特征在于，在所述步骤S6和所述步骤S7之间还包括：

步骤S61，在所述压板(3)上放置辅料，并使用真空袋包裹所述制备工装。

6.根据权利要求5所述复合材料测试样件的制备方法，其特征在于，所述辅料包括脱模布、有孔隔离膜和导气毡。

7.根据权利要求1-4中任一项所述复合材料测试样件的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1之后还包括：

步骤S11，清理工装，并涂覆脱模剂。

8.根据权利要求1-4中任一项所述复合材料测试样件的制备方法，其特征在于，在所述步骤S8之后还包括：步骤S9，对脱模后的产品进行切割。

9.一种复合材料测试样件的制备工装，其特征在于，应用于权利要求1-8中任一项所述复合材料测试样件的制备方法，所述制备工装包括底板(1)、定位板(2)和压板(3)，所述底板(1)设置有容纳槽。

10.一种复合材料测试样件，其特征在于，适于权利要求1-8中任一项所述复合材料测试样件的制备方法进行制备。

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