[发明专利]一种用于复合材料湿热力学性能测试的环境模拟装置

说明书

一种用于复合材料湿热力学性能测试的环境模拟装置，由水冷式阻热器、耐高温的机械式槽型夹具、高温环境箱、耐高温的柔性保湿盒、温控补水箱以及液体温控器组成。液体温控器的进、出水管分别与水冷式阻热器以及温控补水箱相连，实现水冷式阻热器的降温以及温控补水箱内的水温调节。耐高温的柔性保湿盒将含湿复合材料试样的工作段密封包裹，实现试样的保湿。耐高温的机械式槽型夹具一端安装在水冷式阻热器上，另一端通过螺栓的预紧力夹持装有保湿盒的含湿试样。高温环境箱将夹具及其夹持的试样密封包容，实现高温环境的密闭和保温。本发明的环境模拟装置通过合理的配合和连接，可有效地实现复合材料湿热力学性能测试的的试验环境模拟。

技术领域

本发明涉及一种用于复合材料湿热力学性能测试的环境模拟装置，属于试验测试技术领域。

背景技术

对于服役于沿海地区的飞机和海面舰艇，湿热环境引起的复合材料力学性能退化是影响复合材料结构安全性的重要问题。在温度和湿度的联合作用下，复合材料基体发生软化，基体和纤维的界面相因为水分的渗入而出现粘结力下降，从而严重降低复合材料结构的静强度和疲劳寿命，因此，需要测定复合材料在湿热环境下的力学性能(包括基本力学性能和疲劳性能)，评估湿热环境对复合材料力学性能的影响。但是，复合材料湿热力学性能测试技术的难点在于环境模拟，目前，复合材料湿热力学性能测试的环境模拟技术尚不成熟，为此，发明了一种用于复合材料湿热力学性能测试的环境模拟装置，由水冷式阻热器、耐高温的机械式槽型夹具、高温环境箱、耐高温的柔性保湿盒、温控补水箱以及液体温控器组成，可精确、有效地实现复合材料湿热力学性能测试的试验环境模拟，为复合材料湿热力学性能测试提供技术支持和手段。

发明内容

1、目的：本发明的目的在于提供一种用于复合材料湿热力学性能测试的环境模拟装置，用于湿热环境下的复合材料力学性能测试。

2、技术方案：本发明一种用于复合材料湿热力学性能测试的环境模拟装置，由水冷式阻热器、耐高温的机械式槽型夹具、高温环境箱、耐高温的柔性保湿盒、温控补水箱以及液体温控器组成。它们之间的连接关系如下：液体温控器的2对进、出水管分别与上、下水冷式阻热器相连，利用冷却水对阻热器进行降温，另外1对进、出水管以及1根信号线与温控补水箱相连，实现温控补水箱内的水温自动调节；耐高温的机械式槽型夹具一端通过螺纹与水冷式阻热器相连，另一端在螺栓的预紧力作用下通过夹持面夹持含湿复合材料试样两端；耐高温的柔性保湿盒将含湿复合材料试样的工作段密封包裹，保湿盒内含有与试验测试温度相同的去离子水，以实现试样的保湿；温控补水箱安装于高温环境箱上方，其下表面开孔通过橡胶水管穿过高温环境箱与耐高温的柔性保湿盒相连，其侧表面的1对进、出水管以及1根信号线与液体温控器相连，以实现试验过程中柔性保湿盒的补水以及温控补水箱内水温的PID控制；高温环境箱将耐高温的机械式槽型夹具的夹头、含湿复合材料试样以及耐高温的柔性保湿盒密封包容，实现高温环境的密闭和保温。通过以上各个部分的集成，本试验装置可模拟适用于复合材料湿热力学性能测试的试验环境。

所述的液体温控器由液泵、冷凝器、压缩机、风机、电加热系统等组成。在试验系统中液体温控器分别与上、下水冷式阻热器和温控补水箱相连。一方面，液体温控器通过2对进、出水橡胶导管分别连接上、下水冷式阻热器，形成进、出水循环，利用冷凝器冷却循环水，以实现水冷式阻热器的降温，这样的冷却方式简便、高效。另一方面，液体温控器通过1对进、出水橡胶导管以及1根信号线连接温控补水箱。通过接收来自温控补水箱温度传感器发出的测温信号，采用PID控制实时调节(加热或冷却)进、出水管内循环水的水温，进而调节温控补水箱内的水温至试验设定温度，这样的控温方式可使试验件工作段的浸泡水温与试验设定温度保持一致，保证了试验测试环境的精确性。