用于评价复合材料带缠绕预浸料质量一致性的评价装置及评价方法转让专利
申请号 : CN202111332659.3
文献号 : CN113777024B
文献日 : 2022-03-25
发明人 : 王慧敏 , 任亮 , 仝佳号 , 刘珊珊 , 贾宽宇 , 孙丽 , 范微微 , 王春华
申请人 : 北京玻钢院复合材料有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种基于评价复合材料带缠绕预浸料质量一致性的评价装置的评价方法,其特征在于:包括
由下至上依次叠放第一预浸布(13)和第二预浸布(14),获得预浸料;其中,第一预浸布(13)和第二预浸布(14)的宽度相等,第二预浸布(14)的长度大于第一预浸布(13)的长度;
将预浸料放置于限位框(3)内,将两压板(9)压制预浸料两侧,并通过螺杆固定于支撑座(1)上,将超出第一预浸布(13)的第二预浸布(14)一端与拉钩(7)连接;采用梯度升温法加热重力辊(4)后,通过手持工装(5)拉动重力辊(4)对预浸料进行辊压,辊压后,牵引拉力计(6)在倾斜轨道(8)上移动,获得拉力最大值N1、拉力最小值N2、变形时第二预浸布未剥离宽度和变形时第二预浸布未剥离长度;
根据拉力最大值N1和拉力最小值N2,通过有效拉力N=[拉力最大值N1+拉力最小值N2]/
2,获得有效拉力;
在预浸料发生变形时,根据第二预浸布的宽度、第二预浸布的长度、压板(9)的长度、压板(9)的宽度、变形时第二预浸布未剥离宽度和变形时第二预浸布未剥离长度,通过有效剥离面积S=第二预浸布宽度×第二预浸布长度‑压板宽度×压板长度‑变形时第二预浸布未剥离宽度×变形时第二预浸布未剥离长度,获得有效剥离面积;在预浸料未发生变形时,根据第二预浸布的宽度、第二预浸布的长度、压板(9)的长度、压板(9)的宽度,通过有效剥离面积S=第二预浸布的宽度×第二预浸布的长度‑压板(9)的长度×压板(9)的宽度,获得有效剥离面积;
通过预浸料质量一致性=有效拉力N/有效剥离面积S,获得预浸料质量一致性数据,从而评价预浸料质量;
采用梯度升温法加热重力辊(4),温度范围为40‑80℃;
其中,评价复合材料带缠绕预浸料质量一致性的评价装置包括支撑座(1)和重力辊(4),重力辊(4)与加热机构连接;支撑座(1)一侧设有向上延伸的背板(2),重力辊(4)通过限位框(3)固定于支撑座(1)上,重力辊(4)可沿限位框(3)的长度方向往复滑动,限位框(3)与支撑座(1)可拆卸连接,重力辊(4)上连接有手持工装(5),限位框(3)上方设有拉力计(6),拉力计(6)上设有拉钩(7),拉力计(6)侧端通过倾斜轨道(8)与背板(2)连接;
还包括位于限位框(3)内且沿限位框(3)长度方向间隔布设的至少两压板(9),各压板(9)两端通过可拆卸连接件与支撑座(1)可拆卸连接;可拆卸连接件包括设于各压板(9)两端的固定孔(10),支撑座(1)上设有与各固定孔(10)一一对应的连接孔,各螺杆依次穿过对应的固定孔(10)和连接孔将压板(9)固定于支撑座(1)上;加热机构包括可伸入加热管内部的加热管(11),加热管(11)一端伸入重力辊(4)中,另一端从限位滑道(31)穿出与温控仪(12)电连接。
2.根据权利要求1所述的基于评价复合材料带缠绕预浸料质量一致性的评价装置的评价方法,其特征在于:限位框(3)沿长度方向的两侧布设有限位滑道(31),各限位滑道(31)对应贯穿限位框(3)的侧壁,重力辊(4)两端分别对应穿过限位滑道(31)在限位滑道(31)滑动。
3.根据权利要求1所述的基于评价复合材料带缠绕预浸料质量一致性的评价装置的评价方法,其特征在于:倾斜轨道(8)与水 平面的夹角为45°‑75°。
4.根据权利要求3所述的基于评价复合材料带缠绕预浸料质量一致性的评价装置的评价方法,其特征在于:依次叠放四层第一预浸布(13)。
5.根据权利要求4所述的基于评价复合材料带缠绕预浸料质量一致性的评价装置的评价方法,其特征在于:设定六个梯度升温点:T1、T2、T3、T4、T5和T6;T1<T2<T3<T4<T5<T6。
6.根据权利要求5所述的基于评价复合材料带缠绕预浸料质量一致性的评价装置的评价方法,其特征在于:拉力计(6)的迁移速度为0.25m/min;重力辊的移动速度0.25m/min。
说明书 :
用于评价复合材料带缠绕预浸料质量一致性的评价装置及评
价方法
技术领域
背景技术
作用下预浸料在界面处的自黏结特性,其自黏结特性需要结合预浸料基体树脂在温度作用
下的黏度变化情况,即基体树脂粘温曲线。复合材料带缠绕成型过程是预浸布带与缠绕至
芯模的层合不带不断熔合的过程,需要预浸料层间具有一定的黏性,并且为了保证产品制
品的稳定性,需预浸料黏性一致性好,实际操作需要控制在一定的黏度公差范围。黏度过高
时,在张力作用下预浸料容易变形、变窄,制品富胶、滑胶、褶皱、厚度波动大等缺陷;黏度过
低时,预浸料与芯膜贴合性差,容易造成层间架桥、分层、缠绕困难等问题。急需找到一种复
合材料带缠绕预浸料质量一致性监测方法,进行定量监测,选取合适的黏性范围,从而选取
适合复合材料带缠绕预热温度控制范围。
预浸料完全分离的时间表征预浸料黏性;粘贴分离法将预浸料垂直放置后是否层间分离作
为黏性表征。
种预浸料质量一致性表征方法,从而找到复合材料带缠绕成型工艺的预热温度控制范围。
发明内容
以解决现有技术中存在的现有复合材料带缠绕预浸料质量一致性评估无有效的表征方法
的技术问题。
位框固定于支撑座上,重力辊可沿限位框的长度方向往复滑动,限位框与支撑座可拆卸连
接,重力辊上连接有手持工装,限位框上方设有拉力计,拉力计上设有拉钩,拉力计侧端通
过倾斜轨道与背板连接;
手持工装拉动重力辊对预浸料进行辊压,辊压后,牵引拉力计在倾斜轨道上移动,获得拉力
最大值、拉力最小值、变形时第二预浸布未剥离宽度和变形时第二预浸布未剥离长度;
离面积=第二预浸布宽度×第二预浸布长度‑压板宽度×压板长度‑变形时第二预浸布未剥
离宽度×变形时第二预浸布未剥离长度,获得有效剥离面积;在预浸料未发生变形时,根据
第二预浸布的宽度、第二预浸布的长度、压板的长度、压板的宽度,通过有效剥离面积S=第
二预浸布的宽度×第二预浸布的长度‑压板的长度×压板的宽度,获得有效剥离面积;
限位框固定于支撑座上,重力辊可沿限位框的长度方向往复滑动,限位框与支撑座可拆卸
连接,重力辊上连接有手持工装,限位框上方设有拉力计,拉力计上设有拉钩,拉力计侧端
通过倾斜轨道与背板连接;还包括位于限位框内且沿限位框长度方向间隔布设的至少两压
板,各压板两端通过可拆卸连接件与支撑座可拆卸连接的设计,实现对复合材料带缠绕预
浸料的质量的评价装置,将预浸料平铺于限位框,通过加热机构对采用梯度升温法加热重
力辊,通过采用梯度升温法加热重力辊辊压预浸料,再通过拉力计拉拽预浸料,获得需要评
价的参数,进而实现对复合材料带缠绕预浸料质量的评价。
预浸料质量的有效评价,加热机构对重力加热辊进行加热,可以找到适合的控制范围,减少
预浸料过杆、过黏导致的布带变形、缠绕困难,缠绕制品出现褶皱、滑移、厚度波动大、富胶
等缺陷。
附图说明
附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前
提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
浸布。
具体实施方式
人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、
以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、
“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。
的背板2,重力辊4通过限位框3固定于支撑座1上,重力辊4可沿限位框3的长度方向往复滑
动,限位框3与支撑座1可拆卸连接,重力辊4上连接有手持工装5,限位框3上方设有拉力计
6,拉力计6上设有拉钩7,拉力计6侧端通过倾斜轨道8与背板2连接;还包括位于限位框3内
且沿限位框3长度方向间隔布设的至少两压板9,各压板9两端通过可拆卸连接件与支撑座1
可拆卸连接。
向往复滑动,限位框3与支撑座1可拆卸连接,重力辊4上连接有手持工装5,限位框3上方设
有拉力计6,拉力计6上设有拉钩7,拉力计6侧端通过倾斜轨道8与背板2连接;还包括位于限
位框3内且沿限位框3长度方向间隔布设的至少两压板9,各压板9两端通过可拆卸连接件与
支撑座1可拆卸连接的设计,实现对复合材料带缠绕预浸料的质量的评价装置,将预浸料平
铺于限位框3,采用梯度升温法通过加热机构对加热重力辊4,通过加热重力辊4辊压预浸
料,再通过拉力计6拉拽预浸料,获得需要评价的参数,进而实现对复合材料带缠绕预浸料
质量的评价。
合的控制范围,减少预浸料过杆、过黏导致的布带变形、缠绕困难,缠绕制品出现褶皱、滑
移、厚度波动大、富胶等缺陷。
将压板9固定于支撑座1上。
撑座1上的设计,可以实现对预浸料的固定,保证在拉拽预浸布时,获得有效的拉力数据。
实现重力辊4的限位横向移动,可以实现对预浸布的往复热压。
热管11与温控仪12电连接,可以实现对加热管11的温度控制,可以实现梯度升温,保证温度
的精准设定。
力辊4后,通过手持工装5拉动重力辊4对预浸料进行辊压,辊压后,牵引拉力计6在倾斜轨道
8上移动,获得拉力最大值N1、拉力最小值N2、变形时第二预浸布未剥离宽度和变形时第二
预浸布未剥离长度;
效剥离面积S=第二预浸布宽度×第二预浸布长度‑压板宽度×压板长度‑变形时第二预浸
布未剥离宽度×变形时第二预浸布未剥离长度,获得有效剥离面积;在预浸料未发生变形
时,根据第二预浸布的宽度、第二预浸布的长度、压板9的长度、压板9的宽度,通过有效剥离
面积S=第二预浸布的宽度×第二预浸布的长度‑压板9的长度×压板9的宽度,获得有效剥
离面积;
实现梯度升温。
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。