>【具體實(shí)施方式】 [0051] 八:本實(shí)施方式與四至七之一不同點(diǎn)是：步驟一中所 述的硬紙板為U型硬紙板。其他步驟與四至七相同。
【具體實(shí)施方式】 [0052] 九:本實(shí)施方式與四至八之一不同點(diǎn)是：步驟一中所 述的纖維單絲為碳纖維、玻璃纖維或凱夫拉纖維;所述的纖維單絲的直徑為5μπι~20μπι。其 他步驟與四至八相同。
[0053]
【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】四至九之一不同點(diǎn)是：步驟一中所 述的涂覆有樹脂膠液的纖維單絲的長度為2mm~10mm。其他步驟與【具體實(shí)施方式】一至九相 同。
[0054]采用以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果：
[0055]實(shí)施例一:利用一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置測試低溫下復(fù)合材料 界面剪切強(qiáng)度的方法是按以下步驟完成的：
[0056] 一、制備界面剪切強(qiáng)度測試試樣：
[0057] 將纖維單絲固定在硬紙板上，再將樹脂膠液涂覆在纖維單絲中間的一段纖維單絲 上，再將涂覆有樹脂膠液的纖維單絲進(jìn)行固化，得到一段表面帶有樹脂微滴的纖維單絲，即 為界面剪切強(qiáng)度測試試樣；
[0058] 二、界面剪切強(qiáng)度測試:將緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置安裝在低溫環(huán) 境腔內(nèi)，再將界面剪切強(qiáng)度測試試樣固定在第一纖維夾具4和第二纖維夾具7上，再調(diào)整微 滴夾持系統(tǒng)，使第一微型刀具6和第二微型刀具9夾持住纖維單絲上的樹脂微滴;記錄纖維 單絲的直徑D，再記錄纖維單絲埋在樹脂微滴內(nèi)的長度L，利用微拉伸測試系統(tǒng)對纖維單絲 進(jìn)行拉伸，直至樹脂微滴與纖維單絲脫粘，利用微應(yīng)力傳感器3記錄最大載荷應(yīng)力F;
[0059] 步驟二中所述的低溫環(huán)境腔內(nèi)的溫度為77K;所述的低溫環(huán)境腔的體積為0.3dm3;
[0060] 三、根據(jù)公式以下計(jì)算公式計(jì)算復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度τ; F
[0061 ] τ =--;： π??
[0062] 其中，D為纖維單絲的直徑，單位為ym;L為纖維單絲埋在樹脂微滴內(nèi)的長度，單位 為ym;F為樹脂微滴與纖維單絲脫粘時(shí)的最大載荷應(yīng)力，單位為mNp為圓周率;τ為復(fù)合材料 界面剪切強(qiáng)度，單位為MPa;
[0063] 步驟一中所述的樹脂膠液為TED-85環(huán)氧樹脂；
[0064]步驟一中所述的纖維單絲上樹脂膠液的液滴直徑為50μπι;
[0065] 步驟一中所述的固化具體工藝為在溫度為80°C下保溫2h;
[0066] 步驟一中所述的硬紙板為U型硬紙板；
[0067] 步驟一中所述的纖維單絲為T700碳纖維，直徑為7μπι;
[0068] 步驟一中所述的涂覆有樹脂膠液的纖維單絲的長度為5mm;
[0069] 所述的緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置包括固定基座1、微拉伸測試系統(tǒng) 和微滴夾持系統(tǒng)；
[0070] 所述的微拉伸測試系統(tǒng)包括X向壓電陶瓷位移平臺2、微應(yīng)力傳感器3、第一纖維夾 具4和第二纖維夾具7;
[0071] 所述的微滴夾持系統(tǒng)包括第一 y向壓電陶瓷位移平臺5、第二y向壓電陶瓷位移平 臺10、第一微型刀具6和第二微型刀具9;
[0072] 所述的X向壓電陶瓷位移平臺2、第一 y向壓電陶瓷位移平臺5、第二y向壓電陶瓷位 移平臺10、第一纖維夾具4和第二纖維夾具7分別安裝在固定基座1上；
[0073]所述的微應(yīng)力傳感器3的一端與X向壓電陶瓷位移平臺2相連接，微應(yīng)力傳感器3的 另一端與第一纖維夾具4相連接；
[0074] 所述的微型刀具6固定在第一 y向壓電陶瓷位移平臺5上，第二微型刀具9固定在于 第二y向壓電陶瓷位移平臺10上，且第一微型刀具6和第二微型刀具9的兩個(gè)刀口對位安裝。
[0075] 本實(shí)施例中纖維單絲的直徑D為7μπι;纖維單絲埋在樹脂微滴內(nèi)的長度L為120μπι ; 樹脂微滴與纖維單絲脫粘時(shí)的最大載荷應(yīng)力F為95mN;3i為圓周率;根據(jù)7=^公式計(jì)算 kDL 可知，本實(shí)施例中復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度τ為36. OMPa;
[0076] 圖1為實(shí)施例一中所述的一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖，圖1為1為固定基座，2為X向壓電陶瓷位移平臺，3為微應(yīng)力傳感器，4為第一纖維夾具，5 為第一 y向壓電陶瓷位移平臺，6為第一微型刀具，7為第二纖維夾具，8為界面剪切強(qiáng)度測試 試樣，9為第二微型刀具，10為第二y向壓電陶瓷位移平臺；
[0077] 圖2為實(shí)施例一步驟一中制備界面剪切強(qiáng)度測試試樣結(jié)構(gòu)示意圖；圖2中11為U型 硬紙板，12為纖維單絲，13為樹脂微滴；
[0078] 圖3為實(shí)施例一步驟二中界面剪切強(qiáng)度測試結(jié)構(gòu)示意圖；圖3中21為第一纖維夾 具，22為第一微型刀具，23為樹脂微滴，24為纖維單絲，25為第二纖維夾具，26為第二微型刀 具。
[0079]本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)：
[0080] -、實(shí)施例一一種緊湊型微脫粘復(fù)合材料界面強(qiáng)切測試裝置，具有體積小、精度 高、方便拆裝等特點(diǎn)，可在多種狹小腔體中集成，因而可以用于低溫、高溫等多種環(huán)境下的 復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試；
[0081] 二、利用實(shí)施例一的一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置測試復(fù)合材料界 面剪切強(qiáng)度的精度為0.1%;
[0082] 三、實(shí)施例一中第一 y向壓電陶瓷位移平臺5和第二y向壓電陶瓷位移平臺10可驅(qū) 動第一微型刀具6和第二微型刀具9的刀口沿y軸方向運(yùn)動，第一微型刀具6和第二微型刀具 9用于夾緊纖維單絲上的樹脂微滴；
[0083]四、利用實(shí)施例一的一種緊湊型微脫粘復(fù)合材料界面強(qiáng)切測試裝置可對復(fù)合材料 界面剪切強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)際測量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置，其特征在于一種緊湊型復(fù)合材料界面 剪切強(qiáng)度測試裝置包括固定基座(1 )、微拉伸測試系統(tǒng)和微滴夾持系統(tǒng)； 所述的微拉伸測試系統(tǒng)包括X向壓電陶瓷位移平臺（2)、微應(yīng)力傳感器(3)、第一纖維夾 具(4)和第二纖維夾具(7); 所述的微滴夾持系統(tǒng)包括第一 y向壓電陶瓷位移平臺（5)、第二y向壓電陶瓷位移平臺 (10)、第一微型刀具(6)和第二微型刀具(9); 所述的X向壓電陶瓷位移平臺（2)、第一y向壓電陶瓷位移平臺（5)、第二y向壓電陶瓷位 移平臺（10)、第一纖維夾具(4)和第二纖維夾具(7)分別安裝在固定基座(1)上； 所述的微應(yīng)力傳感器(3)的一端與X向壓電陶瓷位移平臺（2)相連接，微應(yīng)力傳感器(3) 的另一端與第一纖維夾具(4)相連接； 所述的微型刀具(6)固定在第一y向壓電陶瓷位移平臺（5)上，第二微型刀具(9)固定在 于第二y向壓電陶瓷位移平臺（10)上，且第一微型刀具(6)和第二微型刀具(9)的兩個(gè)刀口 對位安裝。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置，其特征在于所 述的X向壓電陶瓷位移平臺（2)可驅(qū)動第一纖維夾具(4)沿X軸方向移動，微應(yīng)力傳感器(3) 用于測量X軸應(yīng)力值。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置，其特征在于所 述的第一 y向壓電陶瓷位移平臺（5)和第二y向壓電陶瓷位移平臺（10)可驅(qū)動第一微型刀具 (6)和第二微型刀具(9)的刀口沿y軸方向運(yùn)動。4. 利用權(quán)利要求1所述的一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置測試復(fù)合材料界 面剪切強(qiáng)度的方法，其特征在于利用一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置測試復(fù)合 材料界面剪切強(qiáng)度的方法是按W下步驟完成的： 一、 制備界面剪切強(qiáng)度測試試樣： 將纖維單絲固定在硬紙板上，再將樹脂膠液涂覆在纖維單絲中間的一段纖維單絲上， 再將涂覆有樹脂膠液的纖維單絲進(jìn)行固化，得到一段表面帶有樹脂微滴的纖維單絲，即為 界面剪切強(qiáng)度測試試樣； 二、 界面剪切強(qiáng)度測試:將界面剪切強(qiáng)度測試試樣固定在第一纖維夾具(4)和第二纖維 夾具(7)上，再調(diào)整微滴夾持系統(tǒng)，使第一微型刀具(6)和第二微型刀具(9)夾持住纖維單絲 上的樹脂微滴;記錄纖維單絲的直徑D，再記錄纖維單絲埋在樹脂微滴內(nèi)的長度L，利用微拉 伸測試系統(tǒng)對纖維單絲進(jìn)行拉伸，直至樹脂微滴與纖維單絲脫粘，利用微應(yīng)力傳感器(3)記 錄最大載荷應(yīng)力F; Ξ、根據(jù)W下計(jì)算公式計(jì)算復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度τ;其中，D為纖維單絲的直徑，單位為ym;L為纖維單絲埋在樹脂微滴內(nèi)的長度，單位為Ml; F為樹脂微滴與纖維單絲脫粘時(shí)的最大載荷應(yīng)力，單位為mN;n為圓周率;τ為復(fù)合材料界面 剪切強(qiáng)度，單位為MPa。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置測試復(fù)合材 料界面剪切強(qiáng)度的方法，其特征在于步驟一中所述的樹脂膠液為TDE85環(huán)氧樹脂或聚甲基 丙締酸甲醋與丙酬的混合液;所述的聚甲基丙締酸甲醋與丙酬的混合液中聚甲基丙締酸甲 醋與丙酬的體積比為1:1。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置測試復(fù)合材 料界面剪切強(qiáng)度的方法，其特征在于步驟一中所述的纖維單絲上樹脂膠液的液滴直徑為30 μηι ~100μηι。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置測試復(fù)合材 料界面剪切強(qiáng)度的方法，其特征在于步驟一中所述的固化具體工藝為在溫度為80°C下保溫 2h〇8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置測試復(fù)合材 料界面剪切強(qiáng)度的方法，其特征在于步驟一中所述的硬紙板為U型硬紙板。9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置測試復(fù)合材 料界面剪切強(qiáng)度的方法，其特征在于步驟一中所述的纖維單絲為碳纖維、玻璃纖維或凱夫 拉纖維;所述的纖維單絲的直徑為如m~20μπι。10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置測試復(fù)合 材料界面剪切強(qiáng)度的方法，其特征在于步驟一中所述的涂覆有樹脂膠液的纖維單絲的長度 為2mm~10mm〇
【專利摘要】一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置及利用其測試復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度的方法，它涉及一種復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置及測試復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度的方法。本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有唯一能對實(shí)際待測復(fù)合材料樣品進(jìn)行純粹界面強(qiáng)度定量測定的微脫粘測試裝置因體積過大，難以在低溫環(huán)境腔內(nèi)集成，不能用于測量低溫環(huán)境中復(fù)合材料的界面剪切強(qiáng)度的問題。裝置包括固定基座、微拉伸測試系統(tǒng)和微滴夾持系統(tǒng)；方法：一、制備界面剪切強(qiáng)度測試試樣；二、界面剪切強(qiáng)度測試；三、根據(jù)公式計(jì)算復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度τ。本發(fā)明可獲得一種緊湊型復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度測試裝置及利用其測試復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度的方法。
【IPC分類】G01N3/18, G01N3/04
【公開號】CN105547851
【申請?zhí)枴緾N201510907015
【發(fā)明人】郝立峰, 王 琦, 王榮國, 赫曉東
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月9日