[发明专利]复合测试样本

说明书

本申请公开一种特定的复合测试样本，其包含第一接头、第二接头以及在第一接头与第二接头之间的计量段。第一接头和第二接头以及计量段由复合测试坯料机械加工。复合测试坯料包含多个层板，其布置有第一层板层和第二层板层，其中第一层板层具有在第一方向上取向的纤维并且第二层板层具有在第二方向上取向的纤维，其中第一方向不同于第二方向。

技术领域

本申请总体涉及复合测试样本。

背景技术

为了可靠地预测复合材料的断裂响应，可以使用通过利用复合材料的材料属性来进行层板级逐步断裂分析。可以使用标准化方法来确定复合材料的材料属性。例如，ASTMD695-10标准描述了用于测试硬质塑料的压缩属性的方法。但是，层板级逐步断裂分析倾向于对纤维方向材料属性敏感，并且当前的标准化方法不能够充分地提供可靠的纤维方向材料属性信息。例如，用于测量纤维方向强度和应变的当前测试方法倾向于产生虚假断裂模式，进而导致低估了关键的压缩材料属性。

产生虚假断裂模式的一些原因可能涉及到制备复合测试样本所用的方式。用来进行压缩测试的复合测试样本一般是通过将末端接头粘接/键合(bond)到将被测试的材料样品上来制备的。粘接的末端接头可能引起一些问题，即可能导致复合测试样本的过早断裂。例如，粘接的末端接头可能导致纤维的帚化(brooming)。结果，即使使用标准测试方法，也可能低估复合测试样本的纤维的实际压缩断裂极限。此外，间隔约束(例如末端接头之间的距离值)可以防止测试期间对复合测试样本执行直接应变测量。此外，通过直接应变测量可以获得的重要信息是不可用的。

发明内容

在一个特定实施例中，一种复合测试样本包含第一接头、第二接头以及在第一接头与第二接头之间的计量段。第一接头、第二接头以及计量段是由复合测试坯料机械加工而成的。复合测试坯料包含布置有第一层板层和第二层板层的多个层板，其中第一层板层具有在第一方向上取向的纤维并且第二层板层具有在第二方向上取向的纤维，该第一方向不同于该第二方向。

在另一特定的实施例中，一种方法包含通过布置具有在第一方向上取向的纤维的第一层板层和布置具有在第二方向上取向的纤维的第二层板层来使用多个层板形成复合组装件，其中该第一方向不同于该第二方向。该复合组装件具有第一面和与第一面相反的第二面。该方法包含切割复合组装件以形成第一段和第二段。第一段具有对应于复合组装件的第一面的第三面和对应于复合组装件的第二面的第四面，并且第二段具有对应于复合组装件的第一面的第五面和对应于复合组装件的第二面的第六面。该方法还包含将第一段的第三面耦接到第二段的第五面以形成复合面板并且由复合面板形成一个或多个复合测试坯料。

有利的是，该方法进一步包括将第一盖板耦接到第一接头的末端，第一盖板覆盖第一接头的末端并且覆盖第一接头的一个或多个侧面的至少一部分、一个或多个面的至少一部分或者其组合，以及将第二盖板耦接到第二接头的末端，第二盖板覆盖第二接头的末端并且覆盖第二接头的一个或多个侧面的至少一部分、一个或多个面的至少一部分或者其组合。因此，在压缩测试期间当复合测试样本经受末端负载时，第一盖板和第二盖板抑制各自接头的末端的帚化(brooming)。有利地，机械加工特定复合测试坯料以形成复合测试样本包含磨铣特定复合测试坯料的侧面以使其基本平行于第一方向，并且通过从特定复合测试坯料的两个面去除材料来减小特定复合测试坯料的厚度进而形成计量段，其中邻近特定复合测试坯料的厚度中心的一部分计量段是弯曲的。优选地，用于形成复合叠层的多个层板包含预浸渍(预浸)层板的情况下，该方法进一步包括在复合叠层的第一面接触充分光滑的表面且复合叠层的第二面接触充分光滑的隔板时固化预浸层。优选地，在耦接第一段和第二段的方法步骤中，第一段和第二段在复合叠层中彼此相邻。