專利名稱：一種纖維織物單向面內(nèi)滲透率測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種材料測試領(lǐng)域，尤其涉及一種纖維織物單向面內(nèi)滲透率測試
裝直。
背景技術(shù)：
在“大型飛機(jī)”國家重大專項(xiàng)以及材料技術(shù)“結(jié)構(gòu)功能復(fù)合化”發(fā)展趨勢的大背景下，復(fù)合材料液態(tài)模塑成型因其整體化、低成本、凈尺寸的結(jié)構(gòu)件制造特點(diǎn)而倍受關(guān)注。然而在其制品中經(jīng)常出現(xiàn)干斑與孔隙等浸潤缺陷，它們的形成與纖維預(yù)制件滲透性能的不均·勻性密切相關(guān)。因此，構(gòu)建預(yù)制件滲透率及其分布與多層次結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性模型，進(jìn)而精確預(yù)報(bào)復(fù)合材料浸潤缺陷，是亟待解決的關(guān)鍵問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題，提供一種纖維織物單向面內(nèi)滲透率測試裝置和測試方法，它具有測試裝置結(jié)構(gòu)簡單，測試結(jié)果誤差小，能夠準(zhǔn)確構(gòu)建預(yù)制件滲透率及其分布與多層次結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性模型，進(jìn)而精確預(yù)報(bào)復(fù)合材料浸潤缺陷的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。本實(shí)用新型的纖維織物單向面內(nèi)滲透率測試裝置，包括上模、下模、模腔厚度支架、壓電傳感器；所述模腔厚度支架被壓緊在上模和下模之間；所述壓電傳感器有五個(gè)，沿流體流動(dòng)方向直線分布在下模上，纖維織物放置在模腔厚度支架所圍的模腔內(nèi)，并覆蓋在壓電傳感器上，所述纖維織物單向面內(nèi)滲透率測試裝置還包括注射口和溢料口，注射口與流體注射裝置相連，溢料口與流體收集和計(jì)量裝置相連。所述流體注射裝置可以是樹脂注射泵。所述流體注射裝置用的液態(tài)流體可以是大豆油或樹脂。所述上模上設(shè)有透視窗。所述注射口或溢料口可以設(shè)置在上?；蛳履Ｉ稀Ｋ瞿Ｇ缓穸戎Ъ苡上嗤虿煌穸鹊牟讳P鋼框板組成，可根據(jù)實(shí)際需要組合成不同厚度的模腔。本測試裝置的通用性強(qiáng)，無論是碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、氧化鋁纖維、天然植物纖維、有機(jī)高分子纖維等各種材料的纖維，還是編織布、單向布、非彎折織物、無紡布等各種幾何構(gòu)型的纖維，都可以用本裝置測試其滲透率。本實(shí)用新型還提供了一種纖維織物單向面內(nèi)滲透率的測試方法，包括如下步驟(I)注射前的準(zhǔn)備步驟；(2)注射的步驟；(3)測量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并計(jì)算滲透率的步驟。所述步驟(I)中，I)打開上模和下模，用酒精或丙酮等溶劑將模具表面的油性物質(zhì)擦拭干凈，晾干；按照纖維織物厚度選擇或組合模腔厚度支架并用圓柱定位銷固定，在模腔厚度支架內(nèi)側(cè)貼密封膠條(其厚度稍高于模腔厚度支架)。按密封條內(nèi)部區(qū)域尺寸，裁剪纖維織物。注意纖維織物與密封膠條的縫隙不能太小也不能太大。若縫隙太小，密封膠條在高度方向受壓縮而發(fā)生寬度方向延展時(shí)將推擠纖維織物使其變形；若縫隙太大，將形成注射時(shí)的邊緣效應(yīng)使纖維織物滲透率測試嚴(yán)重失真。2)鋪覆纖維織物后合上上模和下模，并鎖模緊固。3)將溢料口與注射口接上耐壓的塑料管；注射口與注射槍連接，溢料口與流體收集和計(jì)量裝置相連。所述步驟(2)中，打開注射槍開關(guān)，將控制閥打開，向模腔內(nèi)注入液體。等到完全浸潤纖維織物后，關(guān)閉控制閥。所述步驟(3)中，I)每單位時(shí)間內(nèi)流過纖維織物截面的流體體積流量(Q)可以通過用量杯測量在每單位時(shí)間內(nèi)溢料口流出的流體體積而得到；2)截面面積㈧可以根據(jù)模腔的深度(由模腔深度的按需調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來保證)乘以模腔的寬度(即纖維織物的寬度)來得到；3)纖維織物上的壓力差(ΛΡ)則取為在流體入口處的壓電傳感器測得的流體壓力減去在流體出口處的壓電傳感器測得的流體壓力；4)流體流動(dòng)方向上的長度(L)取為在流體入口處的壓電傳感器和在流體出口處的壓電傳感器之間的距離；5)流體黏度(μ )則根據(jù)試驗(yàn)用流體的商品基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表查得；6)將上述物理量的數(shù)值代入Darcy定律，即可求得纖維織物在測試方向上的滲透率⑷。本實(shí)用新型的原理為達(dá)西定律，
權(quán)利要求1.一種纖維織物單向面內(nèi)滲透率測試裝置，其特征是，包括上模、下模、模腔厚度支架、壓電傳感器；所述模腔厚度支架被壓緊在上模和下模之間；所述壓電傳感器有五個(gè)，沿流體流動(dòng)方向直線分布在下模上，纖維織物放置在模腔厚度支架所圍的模腔內(nèi)，并覆蓋在壓電傳感器上，所述纖維織物單向面內(nèi)滲透率測試裝置還包括注射口和溢料口，注射口與流體注射裝置相連，溢料口與流體收集和計(jì)量裝置相連。
2.如權(quán)利要求I所述的纖維織物單向面內(nèi)滲透率測試裝置，其特征是，所述流體注射裝置是樹脂注射泵。
3.如權(quán)利要求I所述的纖維織物單向面內(nèi)滲透率測試裝置，其特征是，所述上模上設(shè)有透視窗。
4.如權(quán)利要求I所述的纖維織物單向面內(nèi)滲透率測試裝置，其特征是，所述注射口或溢料口設(shè)置在上?；蛳履Ｉ?。
5.如權(quán)利要求I所述的纖維織物單向面內(nèi)滲透率測試裝置，其特征是，所述模腔厚度支架由相同或不同厚度的不銹鋼框板組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種纖維織物單向面內(nèi)滲透率測試裝置，包括上模、下模、模腔厚度支架、壓電傳感器；本實(shí)用新型重點(diǎn)分析預(yù)制件的多層次結(jié)構(gòu)、多類型單胞及其排列組合方式對預(yù)制件滲透率空間分布的影響，建立滲透率及其分布與結(jié)構(gòu)相關(guān)性的數(shù)學(xué)模型，揭示復(fù)合材料浸潤缺陷的形成機(jī)理與規(guī)律，發(fā)展浸潤缺陷的形成判據(jù)與控制方法，從而促進(jìn)復(fù)合材料在我國航空航天、汽車、建筑、風(fēng)電等領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣。
文檔編號(hào)G01N15/08GK202735221SQ20122042031
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者賈玉璽, 董抒華, 王照靜 申請人:山東大學(xué)