一種三維編織物拉伸性能的測試方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及三維編織物測試領(lǐng)域，尤其是三維編織物拉伸性能的測試方法，適用于三 維編織物的開發(fā)、生產(chǎn)與檢測。
[0002]
【背景技術(shù)】： 三維編織物以其質(zhì)量輕、比強(qiáng)度和比模量高、抗疲勞斷裂性能好、結(jié)構(gòu)功能一體化以及 可設(shè)計性強(qiáng)等優(yōu)越性能，而廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍工、汽車制造、生物醫(yī)藥以及民用 基礎(chǔ)建設(shè)等多個領(lǐng)域，如衛(wèi)星支架、火箭喉襯等航空和航天器等異型預(yù)制件。但與三維編織 物的加工技術(shù)的研究和發(fā)展相比，國內(nèi)外對三維編織物拉伸等基礎(chǔ)力學(xué)性能的標(biāo)準(zhǔn)測試方 法研究較少。生產(chǎn)、研發(fā)以及檢測部門都希望有一個能被廣泛接受的、經(jīng)過充分科學(xué)論證 的、統(tǒng)一的檢測方法。
[0003] 三維編織物多采用碳纖維、玻璃纖維和芳綸等高性能纖維編織而成，由于纖維本 身比較脆，織成的試樣厚度大，斷裂強(qiáng)力高，對試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時會出現(xiàn)鉗口處纖維脆 裂，打滑等現(xiàn)象，斷裂處基本在鉗口，得不到織物的最大載荷值。目前現(xiàn)有的方法都是以軟 墊布或紗布包裹試樣兩端后再進(jìn)行拉伸，但效果并不理想，還是會出現(xiàn)襯布破裂、鉗口處纖 維脆裂以及鉗口處滑移等現(xiàn)象，所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)也不穩(wěn)定。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】
： 針對上述缺陷本發(fā)明提出了一種三維編織物拉伸性能的測試方法，用于三維編織物的 開發(fā)、生產(chǎn)與檢測。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種三維編織物拉伸性能的測試 方法，其特征在于包括如下步驟 ： 1、 準(zhǔn)備長250mm，寬為25mm，厚度為3mm~5mm的三維編織試樣（1); 2、 配置樹脂，將環(huán)氧樹脂和固化劑按3 : 1或4 : 1的質(zhì)量配比倒入燒杯，混合攪勻； 3、 將三維編織試樣（1)的兩端頭（2)分別浸入樹脂中，浸泡2min后取出，用刷子將三維 編織試樣（1)的兩端頭（2)表面的樹脂涂刷均勻，其中上述兩端頭的長度分別為60mm; 4、 將涂有樹脂的三維編織試樣（1)放入鋼制下模具（6)內(nèi)，將不銹鋼壓塊（5)壓在三維 編織試樣（1)上，然后蓋上鋼制上磨具（4)，在常溫下固化12h; 5、 取出固化好的三維編織試樣（1 )，在距試樣兩端50mm處分別劃兩條標(biāo)記線（3); 6、 設(shè)定拉伸試驗(yàn)儀的拉伸速度為5mm/min，調(diào)整上、下夾持器（7)的隔距至150mm，將 固化好的三維編織試樣（1)兩個端頭（2)分別沿標(biāo)記線（3)夾持在上、下夾持器（7)中，使 三維編織試樣（1)的中心線與上、下夾持器（7)的中心線在一條直線上； 7、 啟動拉伸試驗(yàn)儀，拉伸三維編織試樣（1 )，直至三維編織試樣（1)斷裂，記錄三維編 織試樣（1)拉伸至斷裂過程中的斷裂強(qiáng)力值。
[0006] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是： 1、本發(fā)明提出用環(huán)氧樹脂對試樣兩端進(jìn)行復(fù)合固化，對其夾持端進(jìn)行保護(hù)，然后對試 樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，試樣基本在中間呈一定角度斷裂，取得比較理想的拉伸效果，基本解決了 試樣拉伸時鉗口滑移、纖維脆裂等問題。
[0007] 2、本發(fā)明操作過程簡單方便，測試方法規(guī)范，能夠很方便地夾持試樣，保持試樣在 拉伸過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散系數(shù)小，重復(fù)性好。
[0008]
【附圖說明】： 圖1為三維編織試樣樹脂處理和標(biāo)記尺寸示意圖； 圖2為固化用五聯(lián)模具主視圖； 圖3為放置三維編織試樣后的鋼制下模具的俯視圖； 圖4為三維編織試樣夾持示意圖； 圖中，1 一三維編織試樣，2 -端頭，3-標(biāo)記線，4 一鋼制下模具，5 -不銹鋼壓塊， 6 -鋼制上磨具，7 -上、下夾持器。
【具體實(shí)施方式】： 實(shí)施例1 1、 選取一組三緯五向碳纖維編織試樣，其尺寸為250mmX25mmX3mm，花結(jié)長度為 3. 8mm； 2、 配置樹脂，將環(huán)氧樹脂和固化劑按3 : 1的質(zhì)量配比倒入燒杯，混合攪勻； 3、 將各三緯五向碳纖維編織試樣的兩端頭分別浸入樹脂中60mm，浸泡2min后取出，用 刷子將三緯五向碳纖維編織試樣的兩端頭表面的樹脂涂刷均勻； 4、 將兩端頭涂有樹脂的三緯五向碳纖維編織試樣放入鋼制下模具內(nèi)，將不銹鋼條壓在 三緯五向碳纖維編織試樣上，然后蓋上鋼制上磨具，在常溫下固化12h; 5、 取出固化好的三緯五向碳纖維編織試樣，在距兩端頭50mm處分別劃兩條標(biāo)記線； 6、 設(shè)定拉伸試驗(yàn)儀的拉伸速度為5mm/min，調(diào)整上、下夾持器的隔距至150mm，將固化 好的三緯五向碳纖維編織試樣兩個端頭分別沿標(biāo)記線夾持在上、下夾持器中，使試樣的中 心線與上、下夾持器的中心線在一條直線上； 7、 啟動拉伸試驗(yàn)儀，拉伸三緯五向碳纖維編織試樣，直至三緯五向碳纖維編織試樣斷 裂，記錄三緯五向碳纖維編織試樣拉伸至斷裂過程中的斷裂強(qiáng)力值，該組試樣的編織參數(shù) 以及測定的斷裂強(qiáng)力值見表1。
[0009]比較實(shí)施例1 1、 選取一組三緯五向碳纖維編織試樣，其尺寸為250mmX25mmX3mm，花結(jié)長度為 3. 8mm，在距兩端頭50mm處分別劃兩條標(biāo)記線； 2、 設(shè)定拉伸試驗(yàn)儀的拉伸速度為5mm/min，調(diào)整上、下夾持器的隔距至150mm，將三緯 五向碳纖維編織試樣兩個端頭分別沿標(biāo)記線夾持在上、下夾持器中，使試樣的中心線與上、 下夾持器的中心線在一條直線上； 3、 啟動拉伸試驗(yàn)儀，拉伸三緯五向碳纖維編織試樣，直至三緯五向碳纖維編織試樣斷 裂，記錄三緯五向碳纖維編織試樣拉伸至斷裂過程中的斷裂強(qiáng)力值，該組試樣的編織參數(shù) 以及測定的斷裂強(qiáng)力值見表2。
[0010] 實(shí)施例2 1、 選取一組三緯五向玻璃纖維編織試樣，其尺寸為250mmX25mmX4mm，花結(jié)長度為 7mm； 2、 配置樹脂，將環(huán)氧樹脂和固化劑按3 : 1的質(zhì)量配比倒入燒杯，混合攪勻； 3、 將各三緯五向玻璃纖維編織試樣的兩端頭分別浸入樹脂中60mm，浸泡2min后取出， 用刷子將三緯五向玻璃纖維編織試樣的兩端頭表面的樹脂涂刷均勻； 4、 將兩端頭涂有樹脂的三緯五向玻璃纖維編織試樣放入鋼制下模具內(nèi)，將不銹鋼條壓 在三緯五向玻璃纖維編織試樣上，然后蓋上鋼制上磨具，在常溫下固化12h; 5、 取出固化好的三緯五向玻璃纖維編織試樣，在距兩端頭50mm處分別劃兩條標(biāo)記線； 6、 設(shè)定拉伸試驗(yàn)儀的拉伸速度為5mm/min，調(diào)整上、下夾持器的隔距至150mm，將固化 好的三緯五向玻璃纖維編織試樣兩個端頭分別沿標(biāo)記線夾持在上、下夾持器中，使試樣的 中心線與上、下夾持器的中心線在一條直線上； 7、 啟動拉伸試驗(yàn)儀，拉伸三諱五向玻璃纖維編織試樣，直至三諱五向玻璃纖維編織試 樣斷裂，記錄三緯五向玻璃纖維編織試樣拉伸至斷裂過程中的斷裂強(qiáng)力值，該組試樣的編 織參數(shù)以及測定的斷裂強(qiáng)力值見表3。
[0011] 比較實(shí)施例2 1、 選取一組三緯五向玻璃纖維編織試樣，其尺寸為250mmX25mmX4mm，花結(jié)長度為 7mm，在距兩端頭50mm處分別劃兩條標(biāo)記線； 2、 設(shè)定拉伸試驗(yàn)儀的拉伸速度為5mm/min，調(diào)整上、下夾持器的隔距至150mm，將三緯 五向玻璃纖維編織試樣兩個端頭分別沿標(biāo)記線夾持在上、下夾持器中，使試樣的中心線與 上、下夾持器的中心線在一條直線上； 3、 啟動拉伸試驗(yàn)儀，拉伸三緯五向玻璃纖維編織試樣，直至三緯五向玻璃纖維編織試 樣斷裂，記錄三緯五向玻璃纖維編織試樣拉伸至斷裂過程中的斷裂強(qiáng)力值，該組試樣的編 織參數(shù)以及測定的斷裂強(qiáng)力值見表4。
[0012] 表1 :三維五向碳纖維編織物按本發(fā)明測定的斷裂強(qiáng)力值
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種三維編織物拉伸性能的測試方法，其特征是該方法的步驟如下： (1) 準(zhǔn)備長250mm，寬為25mm，厚度為3mm~5mm的三維編織試樣（1); (2) 配置樹脂，將環(huán)氧樹脂和固化劑按3 : 1或4 : 1的質(zhì)量配比倒入燒杯，混合攪勻； (3) 將三維編織試樣（1)的兩端頭（2)分別浸入樹脂中，浸泡2min后取出，用刷子將三 維編織試樣（1)的兩端頭（2)表面的樹脂涂刷均勻，其中上述兩端頭的長度分別為60mm; (4) 將涂有樹脂的三維編織試樣（1)放入鋼制下模具（6)內(nèi)，將不銹鋼壓塊（5)壓在三 維編織試樣（1)上，然后蓋上鋼制上磨具（4)，在常溫下固化12h; (5) 取出固化好的三維編織試樣（1 )，在距試樣兩端50mm處分別劃兩條標(biāo)記線（3); (6) 設(shè)定拉伸試驗(yàn)儀的拉伸速度為5mm/min，調(diào)整上、下夾持器（7)的隔距至150mm，將 固化好的三維編織試樣（1)兩個端頭（2)分別沿標(biāo)記線（3)夾持在上、下夾持器（7)中，使 三維編織試樣（1)的中心線與上、下夾持器（7)的中心線在一條直線上； (7) 啟動拉伸試驗(yàn)儀，拉伸三維編織試樣（1 )，直至三維編織試樣（1)斷裂，記錄三維編 織試樣（1)拉伸至斷裂過程中的斷裂強(qiáng)力值。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三維編織物拉伸性能的測試方法，包括如下步驟：①準(zhǔn)備長250mm，寬為25mm，厚度為3mm～5mm的三維編織試樣；②配置樹脂，將環(huán)氧樹脂和固化劑按3∶1或4∶1的質(zhì)量配比倒入燒杯，混合攪勻；③將試樣的端頭進(jìn)行樹脂處理后，放入固化用五聯(lián)模具中固化12h；④設(shè)置好儀器的拉伸速度為5mm/min，拉伸隔距為150mm，將試樣夾持于拉伸試驗(yàn)儀的上、下夾持器中，對試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，記錄試樣拉伸至斷裂過程中的斷裂強(qiáng)力值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：操作過程簡單方便，能夠很好地保護(hù)試樣夾持端，以方便夾持試樣，保持試樣在拉伸過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)，解決了試樣拉伸時鉗口滑移、纖維脆裂等問題。
【IPC分類】G01N3-08
【公開號】CN104713778
【申請?zhí)枴緾N201310684911
【發(fā)明人】章輝, 徐路, 王歡, 斯穎, 劉飛飛, 韓玉茹, 李獻(xiàn)鑫
【申請人】中紡標(biāo)(北京)檢驗(yàn)認(rèn)證中心有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2013年12月16日