[发明专利]一种芳纶纸面内压缩力学性能测试方法

说明书

本发明提供一种芳纶纸面内压缩力学性能测试方法，主要包括三个方面的内容：(1)使用胶黏剂将芳纶纸粘合为具有一定厚度的层合板，开展层合板压缩性能试验；(2)制作胶黏剂浇注体，开展浇注体压缩性能试验；(3)对层合板和胶黏剂应力应变数据进行处理，得到芳纶纸面内压缩应力应变曲线。目前，尚没有测试方法能够准确测得芳纶纸的面内压缩性能，本发明补充了现有的芳纶纸测试方法。

技术领域

本发明属于芳纶纸力学性能测试领域，具体涉及芳纶纸的面内压缩力学性能测试。

背景技术

芳纶纸是一种薄片状复合材料，通过将芳纶短切纤维和芳纶浆粕抄造热压得到的芳纶原纸浸渍酚醛树脂后固化得到。芳纶纸具有优异的物理与化学性能，具有防火、绝缘、耐腐蚀的特点，广泛应用于防火和电防护领域。芳纶纸的一个常见用途，是制作为芳纶蜂窝，并进一步加工为蜂窝夹芯层合板使用。

蜂窝夹芯层合板是一种由蜂窝和两层面板粘接形成的三明治结构，具有比弯曲刚度高和比弯曲强度高的特点，广泛应于与飞机蒙皮、高铁壁板和机舱内饰等对轻量化要求高的领域。与传统的金属蜂窝相比，芳纶蜂窝具有更好的耐腐蚀和疲劳性能，随着飞机高铁等长寿命产品对零部件的疲劳性能和耐腐蚀性能要求越来越高，芳纶蜂窝的使用也越来越广泛。

在蜂窝层合板中，蜂窝夹芯通常要承受较高的压缩载荷，在蜂窝板设计时需要考虑蜂窝的压缩性能。目前，由于无法获得蜂窝孔壁(芳纶纸)的压缩性能，不能通过有限元或者理论方法预测蜂窝压缩性能，只能通过制备蜂窝并开展蜂窝压缩性能表征试验获得蜂窝的压缩性能，成本较高而且时间周期较长。因此，需要发展一种芳纶纸压缩性能测试方法，获得芳纶纸压缩性能，进而可以通过有限元或者理论方法实现对各种形状参数的蜂窝压缩性能的预测，降低蜂窝板研发过程中的成本并缩短研发周期。

发明内容

本发明技术解决问题：芳纶纸由于厚度极小(小于0.3mm)，在面内压缩载荷作用下，极易发生屈曲，目前，尚没有测试方法能够准确测得芳纶纸的面内压缩性能。而本发明提供了一种测试方法，能够避免芳纶纸在压缩载荷下发生屈曲，通过该方法，能够获得芳纶纸的压缩性能。

本发明的技术方案是：通过胶黏剂，将多层芳纶纸粘合为具有一定厚度的芳纶纸层合板，分别开展芳纶纸层合板和胶黏剂浇注体压缩性能测试，获得芳纶纸层合板和胶黏剂的压缩性能，然后通过理论方法对数据进行处理，从而得到芳纶纸的压缩性能，具体实现步骤如下：

步骤A，对芳纶纸表面进行处理后，在芳纶纸表面涂抹胶黏剂，并按照相同的方向逐层铺设芳纶纸，获得未固化层合板，将其装入真空袋中抽真空，去除胶黏剂中的气泡。

步骤B，将经过步骤A获得的去除气泡的未固化层合板放置在模具中，同时，在模具中放置垫片，确保最终层合板名义厚度为要求值，加压固化后得到试验测试用芳纶纸层合板。

步骤C，将经过步骤B获得的层合板，按照试验标准ASTM D6641/D6641M-14加工为复合材料层合板标准压缩试样，并开展压缩性能测试试验，记录压缩应力以及压缩过程中试样的应变。

步骤D，将胶黏剂注入圆柱形模具中，使用真空烘箱抽真空，除去胶黏剂中的气泡，然后在正常大气压状态下进行固化，得到胶黏剂浇注体。

步骤E，将经过步骤D获得的浇注体，按照试验标准GB/T2569-1995制备压缩试样，并开展压缩性能测试试验，记录压缩应力以及压缩过程中试样的应变。

步骤F，将经过步骤C和E获得的芳纶纸层合板和胶黏剂浇注体应力应变数据进行处理，即可得到芳纶纸压缩应力应变曲线。

所述步骤F中的数据处理方法如下：