[发明专利]一种用于测量抗裂纹能力的试样、模具及方法

权利要求书

1.一种用于测量环氧复合材料-金属界面抗裂纹能力的试样，其特征在于，包括环氧块(1)和金属嵌件(3)，环氧块(1)和金属嵌件(3)之间固定连接，且环氧块(1)上与金属嵌件(3)相邻的连接面上内凹开设有裂缝(2)。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量环氧复合材料-金属界面抗裂纹能力的试样，其特征在于，金属嵌件(3)为规则的长方体，环氧块(1)为其上开设有裂缝(2)的不规则长方体。

3.根据权利要求3所述的一种用于测量环氧复合材料-金属界面抗裂纹能力的试样，其特征在于，设金属嵌件(3)和环氧块(1)的长宽高均分别为L、B、W，则有B＝W/2，L＝2.2W。

4.根据权利要求1所述的一种用于测量环氧复合材料-金属界面抗裂纹能力的试样，其特征在于，金属嵌件(3)的材质为铝合金或不锈钢。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种用于测量环氧复合材料-金属界面抗裂纹能力的试样，其特征在于，金属嵌件(3)中与环氧块(1)连接的连接界面上涂抹有用于提升界面强度的粘接剂。

6.一种试样模具，其特征在于，用于制作权利要求1-5任一所述的试样，所述模具包括模具外壳(4)、裂纹金属嵌件(2’)和配设的用于封闭模具外壳(4)的盖板，

模具外壳(4)内的一侧设置有环氧腔体(1’)，与环氧腔体(1’)相邻的另一侧为金属嵌件(3)的卡装位，在环氧腔体(1’)和所述卡装位之间设置有裂纹嵌件卡装位，所述裂纹金属嵌件(2’)能够卡装进所述裂纹嵌件卡装位内。

7.根据权利要求6所述的一种试样模具，其特征在于，所述裂纹金属嵌件外形是一个长度为B，宽度为w，高度为a的楔形金属件，长度与环氧块(1)和金属嵌件(3)的宽度相等，其中，宽度w不大于2mm，a＝(0.45～0.55)B。

8.一种采用权利要求6-7任一所述的试样模具制作权利要求1-5任一所述的试样的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在模具外壳(4)内涂抹脱模剂；

将金属嵌件(3)卡装在模具外壳(4)内的金属嵌件(3)的卡装位上，将裂纹金属嵌件(2’)卡装在裂纹嵌件卡装位上；

采用盖板盖合密封在模具外壳(4)上；

往模具外壳(4)的环氧腔体(1’)内浇注环氧复合材料以制备所述环氧块(1)；

浇注完成后，打开盖板，取下裂纹金属嵌件(2’)和模具外壳(4)，即可得到所述试样。

9.一种环氧复合材料-金属界面抗裂纹能力的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

将权利要求1-5任一所述的试样作为试验试样，另制备环氧块(1)上未内凹开设有裂缝的试样作为参考试样；

采用三点弯曲法，通过万能试验机分别对参考试样和试验试样逐渐施加压力；

将参考试样中环氧复合材料-金属界面断裂时刻的压力记为P0，试验试样中环氧复合材料-金属界面断裂时刻的压力记为P1；

定义环氧复合材料-金属界面的抗裂纹能力k，且0k1；

根据计算得到的k值判断环氧复合材料-金属界面的抗裂纹能力。

10.根据权利要求9所述的一种环氧复合材料-金属界面抗裂纹能力的测量方法，其特征在于，将同种配方、工艺获得的试验试样数量设置为多个，得到多个k值，采用k值的平均值来评价试样的抗裂纹能力。