专利名称：一种纤维织物单向面内渗透率测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种材料测试领域，尤其涉及一种纤维织物单向面内渗透率测试
装直。
背景技术：
在“大型飞机”国家重大专项以及材料技术“结构功能复合化”发展趋势的大背景下，复合材料液态模塑成型因其整体化、低成本、净尺寸的结构件制造特点而倍受关注。然而在其制品中经常出现干斑与孔隙等浸润缺陷，它们的形成与纤维预制件渗透性能的不均·匀性密切相关。因此，构建预制件渗透率及其分布与多层次结构参数的相关性模型，进而精确预报复合材料浸润缺陷，是亟待解决的关键问题。

实用新型内容本实用新型为解决上述技术问题，提供一种纤维织物单向面内渗透率测试装置和测试方法，它具有测试装置结构简单，测试结果误差小，能够准确构建预制件渗透率及其分布与多层次结构参数的相关性模型，进而精确预报复合材料浸润缺陷的优点。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。本实用新型的纤维织物单向面内渗透率测试装置，包括上模、下模、模腔厚度支架、压电传感器；所述模腔厚度支架被压紧在上模和下模之间；所述压电传感器有五个，沿流体流动方向直线分布在下模上，纤维织物放置在模腔厚度支架所围的模腔内，并覆盖在压电传感器上，所述纤维织物单向面内渗透率测试装置还包括注射口和溢料口，注射口与流体注射装置相连，溢料口与流体收集和计量装置相连。所述流体注射装置可以是树脂注射泵。所述流体注射装置用的液态流体可以是大豆油或树脂。所述上模上设有透视窗。所述注射口或溢料口可以设置在上模或下模上。所述模腔厚度支架由相同或不同厚度的不锈钢框板组成，可根据实际需要组合成不同厚度的模腔。本测试装置的通用性强，无论是碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、氧化铝纤维、天然植物纤维、有机高分子纤维等各种材料的纤维，还是编织布、单向布、非弯折织物、无纺布等各种几何构型的纤维，都可以用本装置测试其渗透率。本实用新型还提供了一种纤维织物单向面内渗透率的测试方法，包括如下步骤(I)注射前的准备步骤；(2)注射的步骤；(3)测量试验数据，并计算渗透率的步骤。所述步骤(I)中，I)打开上模和下模，用酒精或丙酮等溶剂将模具表面的油性物质擦拭干净，晾干；按照纤维织物厚度选择或组合模腔厚度支架并用圆柱定位销固定，在模腔厚度支架内侧贴密封胶条(其厚度稍高于模腔厚度支架)。按密封条内部区域尺寸，裁剪纤维织物。注意纤维织物与密封胶条的缝隙不能太小也不能太大。若缝隙太小，密封胶条在高度方向受压缩而发生宽度方向延展时将推挤纤维织物使其变形；若缝隙太大，将形成注射时的边缘效应使纤维织物渗透率测试严重失真。2)铺覆纤维织物后合上上模和下模，并锁模紧固。3)将溢料口与注射口接上耐压的塑料管；注射口与注射枪连接，溢料口与流体收集和计量装置相连。所述步骤(2)中，打开注射枪开关，将控制阀打开，向模腔内注入液体。等到完全浸润纤维织物后，关闭控制阀。所述步骤(3)中，I)每单位时间内流过纤维织物截面的流体体积流量(Q)可以通过用量杯测量在每单位时间内溢料口流出的流体体积而得到；2)截面面积㈧可以根据模腔的深度(由模腔深度的按需调节机构来保证)乘以模腔的宽度(即纤维织物的宽度)来得到；3)纤维织物上的压力差(ΛΡ)则取为在流体入口处的压电传感器测得的流体压力减去在流体出口处的压电传感器测得的流体压力；4)流体流动方向上的长度(L)取为在流体入口处的压电传感器和在流体出口处的压电传感器之间的距离；5)流体黏度(μ )则根据试验用流体的商品基础数据表查得；6)将上述物理量的数值代入Darcy定律，即可求得纤维织物在测试方向上的渗透率⑷。本实用新型的原理为达西定律，
权利要求1.一种纤维织物单向面内渗透率测试装置，其特征是，包括上模、下模、模腔厚度支架、压电传感器；所述模腔厚度支架被压紧在上模和下模之间；所述压电传感器有五个，沿流体流动方向直线分布在下模上，纤维织物放置在模腔厚度支架所围的模腔内，并覆盖在压电传感器上，所述纤维织物单向面内渗透率测试装置还包括注射口和溢料口，注射口与流体注射装置相连，溢料口与流体收集和计量装置相连。
2.如权利要求I所述的纤维织物单向面内渗透率测试装置，其特征是，所述流体注射装置是树脂注射泵。
3.如权利要求I所述的纤维织物单向面内渗透率测试装置，其特征是，所述上模上设有透视窗。
4.如权利要求I所述的纤维织物单向面内渗透率测试装置，其特征是，所述注射口或溢料口设置在上模或下模上。
5.如权利要求I所述的纤维织物单向面内渗透率测试装置，其特征是，所述模腔厚度支架由相同或不同厚度的不锈钢框板组成。
专利摘要本实用新型公开了一种纤维织物单向面内渗透率测试装置，包括上模、下模、模腔厚度支架、压电传感器；本实用新型重点分析预制件的多层次结构、多类型单胞及其排列组合方式对预制件渗透率空间分布的影响，建立渗透率及其分布与结构相关性的数学模型，揭示复合材料浸润缺陷的形成机理与规律，发展浸润缺陷的形成判据与控制方法，从而促进复合材料在我国航空航天、汽车、建筑、风电等领域的应用和推广。
文档编号G01N15/08GK202735221SQ20122042031
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月22日 优先权日2012年8月22日
发明者贾玉玺, 董抒华, 王照静 申请人:山东大学