[发明专利]一种填充塑料异形件端面破坏强度的测试方法及测试装置

说明书

技术领域

本发明属于航空发动机用非金属材料应用技术领域，特别是涉及一种填充 塑料异形件端面破坏强度的测试方法及测试装置。

背景技术

航空发动机大量使用填充石墨的耐高温工程塑料制件，制件的内径与轴配 合，外径及端面与机匣配合，在高温下工作。

正常情况下，此类制件通常由石墨填充树脂制成粉料，模压成棒材，然后 机械加工制成，在考核材料性能时可以在棒材上取样进行测试。但使用的制件 为聚酰亚胺填充一定比例的石墨粉，经模压直接成型，如单独考察同批板材的 性能则无法验证制件的强度，以及制件模压工艺的稳定性，因此急需要一种方 式来考核测试制件的强度。

该类零件示意图见图1。经分析零件的工作条件，工作过程中端面持续受 振动力及压力，端面与管体之间的结合面处受力最大，易破坏，因此确定测试 方法，考核的重点是零件的端面破坏强度。在此工作开展之前尚无合适的方法 及夹具来进行测试。

发明内容

针对上述存在的技术问题，解决该填充石墨的塑料异形制件端面破坏强度 的测试问题，本发明提供一种填充塑料异形件端面破坏强度的测试方法及测试 装置。通过改变测试装置的结构及测试方法，从而验证模压工艺是否稳定，同 时通过细节设计及试验控制，保证测试的准确性和重复性，从而确保制件的质 量及使用性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种填充塑料异形件端面破坏强度的测试装置，包括相互套接的上拉压机 构和下拉压机构，套接段的上拉压机构的下压板、下拉压机构的上压板上分别 设置上模和下模，上模和下模间放置待测零件，两拉压机构端部分别连接万能 试验机，测试时，待测零件筒底端安装在下模上，开口端与上模配合接触，压 紧待测零件。

进一步地，所述上拉压机构包括下压板、上支板和螺柱，所述下压板上设 置下模，螺柱一端连接下压板，另一端穿过上压板，端部连接上支板，上支板 连接万能试验机。

进一步地，所述下拉压机构包括上压板、下支板和螺柱，所述上压板上连 接上模，螺柱一端连接上压板，另一端穿过下压板，端部连接下支板，下支板 连接万能试验机。

进一步地，所述上模和下模与待测零件接触端均开有与待测零件配合的凹 槽。

进一步地，所述上模开有通孔Ⅰ，与待测零件接触端开有凹槽Ⅰ，所述凹 槽Ⅰ的深度与待测零件的端面厚度相同，凹槽Ⅰ的径向宽度，即凹槽Ⅰ内径与 通孔Ⅰ内径间的距离为1.3～1.5mm。

进一步地，所述下模开有通孔Ⅱ，与待测零件接触端开有凹槽Ⅱ，所述凹 槽Ⅱ径向宽度，即凹槽Ⅱ内径与通孔Ⅱ内径间的距离为0.8～1.0mm；凹槽Ⅱ深 度为2.0～3.0mm。

本发明的测试方法，包括如下步骤:

(1)将测试装置的上支板、下支板分别安装至非金属材料万能试验机 上；

(2)将待测零件管体端放入下模中，上模与待测零件端面配合安装；

(3)将安装好的下模和待测零件放置在下压板上，保持对中；

(4)开动万能试验机，使上压板接触上模；

(5)测试室温破坏力：调节横梁移动速度为50～60mm/min，施加初载 10～15N，连续加载至零件端面破坏，为正常破坏取值；如非端面破坏，则舍 弃该结果；

(6)测试高温破坏力：将试验机配套的环境箱调至正确位置，升温于标 准规定温度，将零件和上、下模安装好，放入环境箱内，保持10～20min，进 行测试，施加初载5～10N，连续加载至零件端面破坏。

进一步地，在测试零件高温老化性能时，将待测零件进行预先处理：放入 恒温箱中，随炉升温至380～385℃，保持24h后，随炉冷却至室温取出，然后 进行破坏力测试。

本发明的有益效果为：

1.本发明解决了填充石墨的聚酰亚胺塑料模压制件无法测试力学性能的问 题，保证制件端面破坏强度测试的准确性，实现了对材料及制件成型工艺性同 时进行考核的要求，并解决了常规夹具及方法无法实现的技术难题，提供了一 种实用的新型工艺装备结构。