規(guī)定的試驗(yàn)件形式不適用于薄壁結(jié)構(gòu)復(fù)合材料管件的問(wèn)題，為薄壁測(cè)試用管件 設(shè)計(jì)了膠接金屬接頭，擴(kuò)展了復(fù)合材料管件壓縮性能測(cè)試的測(cè)試范圍，有助于復(fù)合材料結(jié) 構(gòu)產(chǎn)品的輕量化發(fā)展。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1為本發(fā)明方法流程圖；
[0031] 圖2為外套筒示意圖，其中（a)為外套筒剖視圖，（b)為圓臺(tái)和測(cè)試用管件連接的 局部放大圖；
[0032] 圖3為內(nèi)套筒剖視圖；
[0033] 圖4為加工得到的壓縮試驗(yàn)件示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料管件尤其是薄壁管件是航空、航天器結(jié)構(gòu)中常用的結(jié) 構(gòu)組件，大型衛(wèi)星天線支架等大多采用碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料管件，因此對(duì)其結(jié)構(gòu)性 能進(jìn)行測(cè)試非常重要。但是目前常用的測(cè)試方法GB/T 5350-2005規(guī)定的試驗(yàn)件形式（即將 待測(cè)管件兩端壁厚增加），不適用于碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基薄壁復(fù)合材料管件，因?yàn)楸”诠芗?用該方法測(cè)試時(shí)，在施加載荷后，自身不穩(wěn)定，容易發(fā)生彎曲破壞，無(wú)法真實(shí)測(cè)量產(chǎn)品的實(shí) 際壓縮性能。因此，本發(fā)明提出了一種薄壁管件的壓縮性能測(cè)試方法，該方法在用傳統(tǒng)測(cè)試 方法進(jìn)行管件性能測(cè)試時(shí)首先為待測(cè)試管件兩端加工并膠接內(nèi)外套筒，形成壓縮試驗(yàn)件， 該試驗(yàn)件能夠有效避免在壓縮施加載荷進(jìn)行測(cè)試時(shí)待測(cè)試管件的自身變形，從而得到待測(cè) 試管件的實(shí)際壓縮性能。
[0035] 如圖1所示，本發(fā)明的碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基薄壁復(fù)合材料管件壓縮性能測(cè)試方法， 步驟如下：
[0036] (1)利用機(jī)械設(shè)備從待測(cè)試碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基薄壁復(fù)合材料管件上截取一段作為 測(cè)試用，截取時(shí)將管件內(nèi)腔使用玻璃鋼棒墊實(shí)，并對(duì)截取后得到的測(cè)試用管件兩個(gè)端面銑 加工，保證兩個(gè)端面平行度0. 05mm ;
[0037] (2)為步驟（1)得到的測(cè)試用管件的D1端（設(shè)測(cè)試用管件的兩端分別為D1端和 D2端）加工金屬接頭，所述金屬接頭包括內(nèi)套筒和外套筒，如圖3所示，內(nèi)套筒為空心圓柱 體，其一端帶有臺(tái)階，用于卡在測(cè)試用管件的端口處，如圖2中（a)所示，外套筒包括一體 成型的空心圓柱體和空心圓臺(tái)，且外套筒空心圓柱體的一端與內(nèi)套筒的臺(tái)階相匹配，外套 筒中空心圓臺(tái)的錐角為30度，且圓臺(tái)上表面的半徑與測(cè)試用管件的半徑之差在0. 范圍內(nèi)。內(nèi)套筒外徑和測(cè)試用管件之間、測(cè)試用管件和外套筒內(nèi)徑之間的配合間隙為單邊 0· 1 ~0· 2mm〇
[0038] (3)測(cè)量并計(jì)算測(cè)試用管件內(nèi)徑和外徑平均尺寸、實(shí)際制備的內(nèi)套筒外徑平均尺 寸以及外套筒內(nèi)徑平均尺寸，計(jì)算內(nèi)套筒和測(cè)試用管件之間以及測(cè)試用管件和外套筒之間 相互配合的間隙值。
[0039] (4)根據(jù)步驟（3)計(jì)算得到的間隙值，選擇與待測(cè)試碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基薄壁復(fù)合 材料管件相同牌號(hào)和規(guī)格的碳纖維絲束，使用REDUX420膠黏劑浸漬碳纖維絲束，然后將浸 漬的碳纖維絲束纏繞膠接在內(nèi)套筒外徑和測(cè)試用管件D1端與外套筒膠接區(qū)域的外徑上， 浸漬的碳纖維絲束沿圓周方向均布，數(shù)量為3~8束。常溫固化24小時(shí)后使用800目水砂 紙對(duì)碳纖維絲束進(jìn)行打磨，保證內(nèi)套筒和測(cè)試用管件之間以及測(cè)試用管件和外套筒之間的 配合間隙值為單邊〇. lmm-〇. 2mm。
[0040] (5)將REDUX420膠黏劑均勻涂刷在測(cè)試用管件、內(nèi)套筒、外套筒之間的膠接表面， 然后將內(nèi)套筒和外套筒膠接在測(cè)試用管件D1端，常溫固化7天。
[0041] (6)重復(fù)步驟（2) -（5)，為測(cè)試用管件的另一端（D2端）加工并膠接金屬接頭。
[0042] (7)利用數(shù)控加工設(shè)備在膠接好金屬接頭的測(cè)試用管件兩端加工出裝卡平面，要 求每端端面平面度為〇· 02mm，且兩端端面的平行度為0· 05mm，加工完成后得到壓縮試驗(yàn) 件。
[0043] (8)在壓縮試驗(yàn)件中部徑向?qū)ΨQ各貼一處應(yīng)變片，然后將壓縮試驗(yàn)件裝卡在力學(xué) 試驗(yàn)機(jī)上，應(yīng)使壓縮試驗(yàn)件軸線與試驗(yàn)機(jī)上、下夾頭的中心線對(duì)準(zhǔn)。
[0044] (9)運(yùn)行力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，測(cè)定壓縮模量時(shí)，對(duì)壓縮試驗(yàn)件進(jìn)行均勻連續(xù)加載（如果有 載荷和變形值的自動(dòng)記錄裝置則均勻連續(xù)加載，如果沒(méi)有，則應(yīng)分級(jí)加載，加載級(jí)數(shù)不少于 五級(jí)，相鄰兩級(jí)之間的載荷增量相同），記錄載荷值及相應(yīng)的變形值，并根據(jù)載荷值及相應(yīng) 的變形值計(jì)算待測(cè)試管件的壓縮模量，其中施加的最大載荷不超過(guò)材料的彈性變形范圍， 加載速度為（1~2)mm/min。
[0045] (10)測(cè)定壓縮強(qiáng)度時(shí)，對(duì)壓縮試驗(yàn)件進(jìn)行均勻、連續(xù)加載，加載速度為（5~6)mm/ min，直至試樣破壞，記錄破壞載荷，并根據(jù)破壞載荷計(jì)算壓縮強(qiáng)度。
[0046] 實(shí)施例
[0047] 以對(duì)內(nèi)徑Φ24mm，壁厚0. 6mm的碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基薄壁復(fù)合材料管件進(jìn)行壓縮性 能測(cè)試為例：
[0048] -、利用金剛石砂輪片從待測(cè)試碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基薄壁復(fù)合材料管件上截取長(zhǎng)度 為230mm -段作為測(cè)試用，截取時(shí)選用直徑Φ 24mm的玻璃棒插入待測(cè)試碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基 薄壁復(fù)合材料管件墊實(shí)，利用金剛石砂輪片對(duì)截取后得到的測(cè)試用管件兩個(gè)端面銑加工， 保證兩個(gè)端面平行度0. 05mm。
[0049] 二、根據(jù)步驟一得到的測(cè)試用管件的內(nèi)、外徑尺寸為測(cè)試用管件的一端設(shè)計(jì)加工 測(cè)試用金屬接頭，所述金屬接頭包括內(nèi)套筒和外套筒，內(nèi)套筒為空心圓柱體，其一端帶有臺(tái) 階，用于卡在測(cè)試用管件的端口處，外套筒包括一體成型的空心圓柱體和空心圓臺(tái)，且外套 筒空心圓柱體的一端與內(nèi)套筒的臺(tái)階相匹配，內(nèi)套筒外徑和測(cè)試用管件之間、測(cè)試用管件 和外套筒內(nèi)徑之間的配合間隙為單邊〇. 1~〇. 2_。
[0050] 如圖3所示，內(nèi)套筒內(nèi)徑d'小于待測(cè)試管件內(nèi)徑4mm~8mm，內(nèi)套筒臺(tái)階部分的外 徑D'大于待測(cè)試管件外徑2mm~6mm，內(nèi)套筒臺(tái)階的高度h為3mm~5mm，Η為與待測(cè)試管 件膠接的高度，d為待測(cè)試管件的內(nèi)徑。臺(tái)階部分的外徑以及臺(tái)階的高度太小或內(nèi)套筒的 內(nèi)徑太大，容易在壓縮過(guò)程中損壞，臺(tái)階部分的外徑以及臺(tái)階的高度太大或內(nèi)套筒的內(nèi)徑 太小不具有實(shí)用性。
[0051] 如圖2中（a)所示，外套筒內(nèi)徑與待測(cè)試管件的外徑D相同，外套筒圓柱體與內(nèi)套 筒臺(tái)階相匹配的部分內(nèi)徑為D'，與內(nèi)套筒臺(tái)階部分的外徑相同，相匹配部分的高度與內(nèi)套 筒臺(tái)階高度h相同。
[0052] 外套筒中空心圓臺(tái)的錐角為30度，且圓臺(tái)上表面的半徑與測(cè)試用管件的半徑之 差為0· 5mm，如圖2中（b)所示。
[0053] 三、采用精度為0. 02mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量測(cè)試用管件內(nèi)徑和外徑平均尺寸，實(shí)際制 備的內(nèi)套筒外徑平均尺寸以及外套筒內(nèi)徑平均尺寸，計(jì)算出內(nèi)套筒和測(cè)試用管件之間以及 測(cè)試用管件和外套筒之間相互配合的間隙值；
[0054] 四、按重量比A:B = 10:4配置REDUX420膠黏劑，根據(jù)步驟三計(jì)算得到的間隙值， 選擇與待測(cè)試碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基薄壁復(fù)合材料管件相同牌號(hào)和規(guī)格的碳纖維絲束浸漬 REDUX420膠黏劑，然后將浸漬的碳纖維絲束纏繞膠接在內(nèi)套筒外徑和測(cè)試用管件與外套筒 膠接區(qū)域，沿圓周方向均布，數(shù)量為8束，常溫固化24小時(shí)后使用800目水砂紙對(duì)碳纖維絲 束進(jìn)行打磨，保證內(nèi)套筒和測(cè)試用管件之間以及測(cè)試用管件和外套筒之間的配合間隙值均 在單邊0· 1mm-Q. 2mm范圍內(nèi)。
[0055] 五、將REDUX420膠黏劑均勻涂刷在測(cè)試用管件、內(nèi)套筒、外套筒之間的膠接表面， 然后將內(nèi)套筒和外套筒膠接在測(cè)試用管件對(duì)應(yīng)的一端，常溫固化