[发明专利]一种多因素耦合加速老化实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多因素耦合加速老化实验方法，属于老化实验方法技术领域。

背景技术

纤维增强树脂基复合材料是以树脂为基体，纤维为增强体，采用先进复合材料的成型加工方法制备而成的一系列高性能复合材料。具有比强度和比模量高、抗疲劳性好、断裂安全性好、减震能力强、高温性能好、可设计性强等优点，然而纤维增强树脂基复合材料与其他工程材料一样，都是在一定的环境条件下使用。常见的环境条件包括温度、湿度、应力等。一种环境条件或多种环境条件的作用均会导致复合材料的性能变化。这种性能的变化主要是受环境因素的影响，使基体、纤维或纤维/基体界面发生变化或破坏引起的。20世纪70年代中期开始，人们就认识到湿度和温度环境可能会引起复合材料强度的退化，在复合材料分级结构设计的选材、选型、验证中都必须考虑湿热环境对结构性能的影响。因而投入了大量人力、物力和财力对此开展了研究，而目前在这方面的研究还很欠缺。因此，开展复合材料在环境条件下老化行为的研究对于解决碳纤维树脂基复合材料发展过程中的基础理论问题具有积极的意义，并且对于合理、有效地使用复合材料也是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，即纤维增强树脂基复合材料在温度、湿度、应力等方面的研究还很欠缺。进而提供一种多因素耦合加速老化实验方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多因素耦合加速老化实验方法，步骤如下：

将长50~200mm，宽5~50 mm，厚0.1~10mm的材料试件三个至十个，分别安装固定在夹具上；关闭湿热老化箱门，调节湿热老化箱内的温度和湿度，温度范围：-50℃~300℃，湿度范围：5%~100%，温度和湿度达到设定值，打开紫外灯，紫外灯功率为1~100W，波长为220~400nm，调节液压缸，拉力范围：1N—980N， 压力范围：1N—980N，弯曲应力范围：1N—490N，取样周期：1天~180天，检测老化情况。

由上述提供的技术方案可以看出，本发明的方法有利于揭示贮存环境影响下纤维复合材料失效机理及对贮存环境下和加速失效之间关系的研究。从而建立贮存环境中碳纤维复合材料失效机理模型和性能评价方法，为复合材料贮存性能评估和寿命预报，以及延寿设计提供理论依据。

 

附图说明

图1为本发明一种多因素耦合加速老化实验方法使用的装置结构示意图；

图2为第一微调套筒12与第一液压缸10的液压杆11和加压杆13的连接结构示意图（也是第二微调套筒21与拉杆16和第二液压缸20的液压杆19的连接结构示意图）；

图3是第一夹具15或第二夹具7的结构示意图；

图4是图3的A处放大图。

图中的附图标记14是试件。

 

具体实施方式

下面将对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。 

本实施例所提供的一种多因素耦合加速老化实验方法，步骤如下：

将长50~200mm，宽5~50 mm，厚0.1~10mm的材料试件三个至十个，分别安装固定在夹具上；关闭湿热老化箱门，调节湿热老化箱内的温度和湿度，温度范围：-50℃~300℃，湿度范围：5%~100%，温度和湿度达到设定值，打开紫外灯，紫外灯功率为1~100W，波长为220~400nm，调节液压缸，拉力范围：1N—980N， 压力范围：1N—980N，弯曲应力范围：1N—490N，取样周期：1天~180天，检测老化情况。

所述湿热老化箱内的温度和湿度试验周期为24小时，第一个6小时的温度为50℃、湿度为35~50%，第二个6小时的温度为200℃、湿度为60~75%，第三个6小时的温度为300℃、湿度为80~95%，第四个6小时的温度为100℃、湿度为15~30%。每24小时循环一次。间隔20天取一个试样，检测老化情况。

所述湿热老化箱内的紫外灯照射试验周期为24小时，第一个6小时紫外灯的功率为80W，波长为220nm，第二个6小时紫外灯的功率为50W，波长为270nm，第三个6小时紫外灯的功率为30W，波长为320nm，第四个6小时紫外灯的功率为100W，波长为380nm。每24小时循环一次。间隔30天取一个试样，检测老化情况。