一種組合式多功能纖維織物面內滲透率綜合測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種面內滲透率綜合測試裝置，尤其是涉及一種用于纖維織物面內滲透率表征的組合式多功能綜合測試裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著節能減排發展戰略的深入人心和高性能復合材料行業的蓬勃發展，纖維織物增強樹脂基復合材料在航空航天、軌道交通以及運動休閑等領域已獲得了廣泛應用。樹脂傳遞模塑成型技術是該類型復合材料實現低成本、高效率、高質量制造的關鍵技術，是高性能樹脂基復合材料構件進一步推廣應用所面臨的主要瓶頸。其中，纖維織物的面內滲透率是樹脂傳遞模塑成型中影響樹脂流動行為的重要參數，主要反映樹脂在纖維織物預成型體中流動的難易程度，顯著影響復合材料構件成型模具、工藝設計和成型性能。準確表征纖維織物的面內滲透率對于促進樹脂浸漬過程的數值模擬，推動計算機輔助制造技術在樹脂基復合材料領域的應用，實現復合材料構件的低成本、高效率、高質量成型具有重要意義。
[0003]國內外學者和研宄機構針對纖維織物的面內滲透率測試方法進行了廣泛的研宄，并基于達西定律研制了多種纖維織物面內滲透率測試裝置。根據數據獲取方式的不同，已公開纖維織物面內滲透率測試裝置可分為傳感器式和圖像式兩類。專利號為CN201210301601.7，名稱為一種纖維織物單向面內滲透率測試裝置和測試方法的發明專利實現了纖維織物面內飽和滲透率的測試，包括上模、下模、模腔厚度拉桿和壓電傳感器。該裝置主要利用注射口和溢流口的流量差和壓力差來計算纖維織物面內飽和滲透率。專利公開號為CN203350161U，名稱為天然纖維織物面內滲透率的測量裝置，包括測試液容器，微型齒輪泵，模具，數據采集裝置和攝像裝置。該裝置可實現天然纖維織物面內飽和或非飽和滲透率的快速、準確測量。專利公開號為DE10004146.Al，名稱為Resin flow frontmeasuring system for use with electrically conductive reinforcement determinescapacitance changes between a condensor plate and reinforcement 的專利包含上模、下模、模腔厚度拉桿，采用電容式傳感器監測測試流體流動前沿位置，實現了纖維織物面內滲透率的二維測量。
[0004]由于纖維絲束本身較高的柔韌性及其相互間細微結構的不均勻性，纖維織物面內非飽和滲透率對測試條件極為敏感，因上述專利所采用的纖維織物面內滲透率測試方法，測試裝置以及測試條件均有所不同，導致同種材料的測試結果也存在較大差異，至今沒有形成統一的、國內外廣泛認可的測試標準。為推動纖維織物面內滲透率測試相關標準的建立，亟需在相同的測試裝置和測試條件下規范其測試流程，以對相關的系列測試方法進行綜合評價。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種能實現纖維織物面內滲透率的一維和二維組合式綜合比較測量、圖像式和傳感器式纖維織物面內滲透率的組合式綜合比較測量、不同剪切變形條件下纖維織物預成型體面內滲透率的測量和測試流體一維流動前沿位置精確測量的組合式多功能纖維織物面內滲透率綜合測試裝置。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明提供的組合式多功能纖維織物面內滲透率綜合測試裝置，包括控制柜，工作平臺安裝在主機架上，所述的工作平臺上設有一維測試單元、二維測試單元、加載單元和加載單元運動系統，所述的加載單元運動系統包括加載單元平移機構和安裝在所述的加載單元平移機構上的加載單元升降機構，所述的加載單元為網狀菱形結構，所述的加載單元安裝在所述的加載單元升降機構上且所述的加載單元在所述的加載單元平移機構的運動下能分別對所述的一維測試單元和二維測試單元加壓；副機架安裝在所述的加載單元平移機構上，所述的副機架上設置有對正所述的加載單元的可視化單元；還包括壓力罐和液壓站，所述的壓力罐與所述的一維測試單元和所述的二維測試單元連接，所述的液壓站與所述的加載單元升降機構連接，所述的控制柜通過數據線與所述的可視化單元和所述的加載單元通信連接。
[0007]所述的主機架的底部安裝有福馬輪。
[0008]所述的加載單元升降機構包括導向柱、液壓缸和液壓缸固定件，所述的導向柱豎直安裝在所述的加載單元平移機構上，所述的液壓缸的一端通過液壓缸固定件固定在所述的加載單元平移機構上，另一端的活塞桿與所述的加載單元的耳柄相連，所述的加載單元的前后兩個耳柄分別滑動套在兩根導向柱上并沿其上下移動。
[0009]所述的加載單元平移機構包括滑塊、直線滑軌、副機架支撐板和鋁型材角碼，所述的直線滑軌水平安裝在所述的工作平臺上，所述的滑塊滑動套裝在所述的直線滑軌上，所述的副機架支撐板通過螺栓安裝在所述的滑塊上，所述的副機架通過所述的鋁型材角碼安裝在所述的副機架支撐板上，在所述的工作平臺的兩側設置有限位板以防止所述的加載單兀平移機構在水平移動過程中超出安全行程。
[0010]所述的一維測試單元的結構是:纖維織物預成型體鋪設在一維下模板上面，所述的一維下模板設置在剛性模板支撐塊上面且與模板升降機構相連，所述的剛性模板支撐塊內部結構采用網狀菱形，所述的一維下模板一端設有一維注射口另一端設有一維溢流口，在所述的纖維織物預成型體的四周放置有多個一維模腔高度定義隔板，在所述的纖維織物預成型體的上方依次設置有第一鋼化玻璃板和第一透明PC板，在所述的一維下模板上還設置有模板限位塊來限制鋼化玻璃板和透明PC板的位置，所述的第一透明PC板的上表面設有電容傳感器放置槽。
[0011]所述的二維測試單元的結構是:纖維織物預成型體鋪設在二維下模板上面，所述的二維下模板設置在剛性模板支撐塊上面且與模板升降機構相連，所述的二維下模板的中心設置有二維注射口，在纖維織物預成型體的四周放置有二維模腔高度定義隔板，在纖維織物預成型體的上方依次設置有第二鋼化玻璃板和第二透明PC板，所述的第二透明PC板的上表面設有電容傳感器放置槽。
[0012]所述的模板升降機構由固定鉸支座、操作板、導向塊、模板升降機構下支座、模板升降機構上支座、活動支架和拉桿組成，所述的操作板通過固定鉸支座鉸接在所述的一維測試單元和二維測試單元的剛性模板支撐塊上，所述的導向塊安裝在所述的一維測試單元和二維測試單元的剛性模板支撐塊上，所述的拉桿穿過所述的導向塊兩端分別與所述的操作板和活動支架鉸接，所述的活動支架的上下兩端分別連接在模板升降機構上支座和模板升降機構下支座上，所述的一維測試單元和二維測試單元均通過模板升降機構下支座安裝在工作平臺上。
[0013]還包括一個剪切變形框，剪切變形纖維織物預成型體通過快速夾具固定在所述的剪切變形框上面，所述的剪切變形框采用角度可調的菱形結構，通過調節螺栓調節菱形的角度改變固定在所述的剪切變形框上的所述的剪切變形纖維織物預成型體的剪切角度。
[0014]所述的控制柜采用旋轉調節操作角度方式安裝在所述的副機架的右側。
[0015]所述的主機架上安裝有底板，所述的壓力罐和所述的液壓站放置在所述的底板上。
[0016]采用上述技術方案的組合式多功能纖維織物面內滲透率綜合測試裝置包括福馬輪、壓力罐、液壓站、底板、主機架、工作平臺、一維測試單元、加載單元、副機架、可視化單元、二維測試單元、控制柜和加載單元運動系統。工作平臺安裝在主機架上，工作平臺上設有一維測試單元、二維測試單元、加載單元和加載單元運動系統；所述一維、二維測試單元都包括模板升降機構、三塊模板和模腔高度定義隔板，纖維織物預成型體和模腔高度定義隔板放置在下模板上，其上方依次設有鋼化玻璃板和透明PC板；所述加