[发明专利]碳纤维增强树脂基薄壁复合材料管件拉伸性能测试方法

摘要

碳纤维增强树脂基薄壁复合材料管件拉伸性能测试方法，采用胶接连接技术替代机械连接技术制备碳纤维增强树脂基薄壁复合材料管件力学拉伸试验件，并设计转接夹具将拉伸试验件装卡在力学试验机上，然后对拉伸试验件进行加载，最后得到破坏载荷和相应的变形值。本发明解决了现有碳纤维增强树脂基复合材料管材力学性能测试方法不适用于薄壁复合材料管件的问题，通过采用新型拉伸试验件制备方法，避免了机械连接导致的金属接头破坏管件的问题，为碳纤维薄壁复合材料管件提供了一种新的试验方法。使用该方法能够可靠的反映碳纤维增强树脂基薄壁复合材料管件实际的拉伸性能。

主权项

1.碳纤维增强树脂基薄壁复合材料管件拉伸性能测试方法，其特征在于步骤如下：(1)利用机械设备从待测试碳纤维增强树脂基薄壁复合材料管件上截取一段作为测试用，截取时将管件内腔使用玻璃钢棒垫实，并对截取后得到的测试用管件两个端面铣加工，保证两个端面平行度0.05mm；(2)为步骤(1)得到的测试用管件的一端加工金属接头，所述金属接头包括内套筒和外套筒，外套筒上设计有装卡台阶，内套筒外径和测试用管件之间、测试用管件和外套筒内径之间的配合间隙为单边0.1～0.2mm；(3)测量并计算测试用管件内径和外径平均尺寸、实际制备的内套筒外径平均尺寸以及外套筒内径平均尺寸，计算内套筒和测试用管件之间以及测试用管件和外套筒之间相互配合的间隙值；(4)根据步骤(3)计算得到的间隙值，选择与待测试碳纤维增强树脂基薄壁复合材料管件相同牌号和规格的碳纤维丝束，使用胶黏剂浸渍碳纤维丝束，然后将浸渍的碳纤维丝束缠绕胶接在内套筒外径和测试用管件与外套筒胶接区域的外径上，常温固化24小时后使用800目水砂纸对碳纤维丝束进行打磨，保证内套筒和测试用管件之间以及测试用管件和外套筒之间的配合间隙值为单边0.1mm-0.2mm；(5)将胶黏剂均匀涂刷在测试用管件、内套筒、外套筒之间的胶接表面，然后将内套筒和外套筒胶接在测试用管件一端，常温固化7天；(6)重复步骤(2)—(5)，为测试用管件的另一端加工并胶接金属接头，得到拉伸试验件；(7)为拉伸试验件加工转接夹具，所述转接夹具一端与装卡台阶相匹配，另一端与力学试验机上的卡头匹配；(8)在拉伸试验件中部径向对称各贴一处应变片，然后将拉伸试验件通过转接夹具装卡在力学试验机上；(9)运行力学试验机，测定拉伸模量时，对拉伸试验件进行均匀连续加载，加载速度为1mm/min～2mm/min，记录载荷值及相应的变形值，并根据载荷值及相应的变形值计算待测试管件的拉伸模量，其中施加的最大载荷不超过材料的弹性变形范围；(10)测定拉伸强度时，对拉伸试验件进行均匀连续加载，加载速度为5mm/min～6mm/min，直至试样破坏，记录破坏载荷和位移，并根据破坏载荷计算拉伸强度。