[发明专利]制作定向纤维增强复合材料测试试样的模具及使用方法

权利要求书

1.制作定向纤维增强复合材料测试试样的模具，其特征在于：所述模具包括芯模(1)、两个盖板(2)、连接轴(5)，以及四个A镶件(3)或四个B镶件(4)；

所述两个盖板(2)的四角均具有缺口或凸起，

所述芯模(1)的一侧型面为平面，另一侧型面中间为矩形凸台一；所述芯模(1)的四角具有与盖板(2)四角相匹配的凸起或缺口；

其中一个盖板(2)中间具有与所述芯模(1)的矩形凸台一对应的矩形凸台二；

所述芯模(1)的连接轴(5)与缠绕机的主轴和芯模(1)连接；

矩形凸台一和矩形凸台二的四个侧面均为斜面，

其中两个A镶件(3)相对设置在芯模(1)具有矩形凸台一的一侧型面上，两个A镶件(3)与矩形凸台一两个相对应设置的侧面均为斜面，两个A镶件(3)均与矩形凸台一的两个相对应设置的斜面相贴靠，所述两个A镶件(3)与矩形凸台一位于同侧的侧面也为斜面，且斜面倾斜方向与矩形凸台一斜面的倾斜方向一致并对齐设置，

另两个A镶件(3)相对设置在设有矩形凸台二的盖板(2)上，所述另两个A镶件(3)与矩形凸台二另两个相对应的侧面均为斜面，另两个A镶件(3)均与矩形凸台二两个相对应的斜面相贴靠，该另两个A镶件(3)与矩形凸台二位于同侧的侧面也为斜面，且斜面倾斜方向与矩形凸台二斜面倾斜方向一致并对齐设置；

或者，其中两个B镶件(4)相对设置在芯模(1)具有矩形凸台一的一侧型面上，两个B镶件(4)与矩形凸台一的另两个相对应的侧面均为斜面，该其中两个B镶件(4)与矩形凸台一的另两个斜面相贴靠，所述两个B镶件(4)与矩形凸台一位于同侧的侧面也为斜面，且斜面倾斜方向与矩形凸台一斜面的倾斜方向一致并对齐设置；

另两个B镶件(4)相对设置在设有矩形凸台二的盖板(2)上，所述另两个B镶件(4)与矩形凸台二相对应的侧面均为斜面，另两个B镶件(4)均与矩形凸台二另两个相对应的斜面相贴靠，该另两个B镶件(4)与矩形凸台二位于同侧的侧面也为斜面，且倾斜方向与矩形凸台二斜面倾斜方向一致并对齐设置；

矩形凸台一与矩形凸台二等高，四个A镶件(3)或者四个B镶件(4)均与矩形凸台一或矩形凸台二等高；两个盖板(2)均盖装在芯模(1)的两个型面上；

所述A镶件(3)的长度为90°定向纤维增强复合材料拉伸或压缩性能试样要求加强片长度，宽度为矩形凸台一或矩形凸台二的宽度，厚度为矩形凸台一或矩形凸台二的高度；所述B镶件(4)的长度为矩形凸台一或矩形凸台二的长度，宽度为0°定向纤维增强复合材料拉伸或压缩性能试样要求的加强片长度，厚度为矩形凸台一或矩形凸台二的高度。

2.根据权利要求1所述的制作定向纤维增强复合材料测试试样的模具，其特征在于：所述芯模(1)的长度为90°定向纤维增强复合材料拉伸或压缩性能试样要求的总长度加上两倍所述缺口或凸起占用的长度尺寸；宽度为0°定向纤维增强复合材料拉伸或压缩性能试样要求的总长度。

3.根据权利要求1所述的制作定向纤维增强复合材料测试试样的模具，其特征在于：所述矩形凸台一或矩形凸台二的长度为90°定向纤维增强复合材料拉伸或压缩性能试样要求的总长度减去两倍加强片长度；宽度为0°定向纤维增强复合材料拉伸或压缩性能试样要求的总长度减去两倍加强片长度；高度为定向纤维增强复合材料拉伸或压缩性能试样要求的加强片厚度；矩形凸台一或矩形凸台二四个斜面斜度均为5°-89°。

4.根据权利要求1～3任一权利要求所述的制作定向纤维增强复合材料测试试样的模具，其特征在于：所述纤维为增强用途的连续纤维。

5.根据权利要求4所述的制作定向纤维增强复合材料测试试样的模具，其特征在于：所述纤维为碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、涤纶纤维、锦纶纤维中的一种。

6.一种权利要求1～5任一权利要求所述模具的使用方法，其特征在于：所述方法具体为：

(1)用所述连接轴(5)将所述芯模(1)与缠绕机连接；

(2)对芯模(1)和盖板(2)的非凸台型面使用脱模剂进行处理或粘贴带胶脱模布，对A镶件(3)和B镶件(4)除与矩形凸台一或矩形凸台二等高的型面之外的其他5面使用脱模剂进行处理或粘贴带胶脱模布；

(3)选择四个A镶件(3)或四个B镶件(4)，沿对应的矩形凸台一或矩形凸台二斜面配对装配，再使用带脱胶模布将其与矩形凸台一或矩形凸台二粘接固定；具体地，若选择四个A镶件(3)，其中两个A镶件(3)相对设置在芯模(1)所述一侧型面上，并与矩形凸台一的两个相对称设置的斜面相贴靠，另两个A镶件(3)相对设置在设有矩形凸台二的盖板(2)上，并与矩形凸台二的两个相对称设置的斜面相贴靠；

若选择四个B镶件(4)，其中两个B镶件(4)相对设置在芯模(1)所述一侧型面上，并与矩形凸台一另两个相对称设置的斜面相贴靠，另两个B镶件(4)相对设置在设有矩形凸台二的盖板(2)上，并与矩形凸台二另两个相对称设置的斜面相贴靠；

(4)在步骤(3)中，若选择了四个A镶件(3)，则在芯模(1)具有矩形凸台一的一侧型面上位于B镶件(4)的区域内以及盖板(2)具有矩形凸台二的一侧型面上位于B镶件(4)的区域内居中固定铝合金板或手糊铺放与矩形凸台一或矩形凸台二等高的湿法浸渍纤维布；

若选择了四个B镶件(4)，则在芯模(1)具有矩形凸台一的一侧型面上位于A镶件(3)的区域内以及盖板(2)具有矩形凸台二的一侧型面上位于A镶件(3)的区域内居中固定铝合金板或手糊铺放与矩形凸台一或矩形凸台二等高的湿法浸渍纤维布；

(5)按通用的湿法缠绕工艺，在芯模上进行环向缠绕，缠绕角为80°-90°；

(6)分别将两个盖板(2)通过缺口或凸起与所述芯模(1)合模；

(7)将模具从缠绕机上断开连接后，拆除连接轴(5)；

(8)按设定固化制度通过平板硫化机加热加压固化，并在压机加全压后沿芯模(1)侧面将缠绕纤维割断；

(9)当模具冷却至环境温度后，拆开两个盖板(2)，取出已固化的两块复合材料；

(10)对具有矩形凸台一及矩形凸台二一侧成型的复合材料板加工制作拉伸或压缩弯曲性能测试试样，对另一块复合材料加工制作弯曲性能、剪切性能和冲击性能测试试样。