一种胶接铝蜂窝夹层结构预埋件拉脱破坏力测试方法与流程

本发明涉及胶接铝蜂窝夹层结构测试方法技术领域，特别是指一种胶接铝蜂窝夹层结构预埋件拉脱破坏力测试方法。

背景技术：

胶接铝蜂窝夹层结构具有比强度高、抗冲击性能好、减振、透微波、可设计性强等优点，目前，在航空航天领域是不可缺少的结构材料之一。

胶接铝蜂窝夹层结构一般包括：薄铝面板，夹层结构外层的薄板；铝蜂窝芯子，铝箔通过胶结加工的六边形格子形状的轻质芯材；镶嵌件，用胶粘剂镶嵌于蜂窝夹层结构中，供蜂窝夹层结构与其他结构件或设备间连接用的一种紧固件；预埋件是蜂窝夹层结构成型过程中，预先镶嵌于其中的镶嵌件。胶接铝蜂窝夹层结构是基本的结构部件，各部组件相互问的连接主要依靠预埋件来实现。预埋件通过使用胶粘剂胶接镶嵌在胶接铝蜂窝夹层结构中。

胶接铝蜂窝夹层结构中镶嵌不同的预埋件，预埋件承受载荷，载荷通过预埋件传递到整个结构中，可见，预埋件承受载荷的能力直接影响结构的可靠性，预埋件的拉脱破坏力是考察胶接铝蜂窝夹层结构及预埋件承受载荷的最重要的力学性能指标。

但由于不同的胶接铝蜂窝夹层结构及预埋件的设计和工艺差别很大，不能简单进行照搬，必须针对结构具体要求，提出相应的力学性能测试方法。目前常用的测试不能满足实际的使用需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种胶接铝蜂窝夹层结构预埋件拉脱破坏力测试方法，能够对胶接铝蜂窝夹层结构预埋件的拉脱破坏力学性能进行快速、准确、有效的检测，从而及时检测胶接铝蜂窝夹层结构及预埋件的胶接质量，保障胶接铝蜂窝夹层结构在使用中的可靠性。

基于上述目的本发明提供的一种胶接铝蜂窝夹层结构预埋件拉脱破坏力测试方法，包括：

制作胶接铝蜂窝夹层结构试样；所述胶接铝蜂窝夹层结构试样包括至少一个预埋件；

根据预设外观标准，检查所述胶接铝蜂窝夹层结构试样的外观；

对所述胶接铝蜂窝夹层结构试样上的所述预埋件施加拉力，直至所述胶接铝蜂窝夹层结构试样破坏，记录此时的拉力作为拉脱破坏力。

在一些实施方式中，所述根据预设外观标准包括：

所述胶接铝蜂窝夹层结构试样上的所述预埋件的轴线与所述胶接铝蜂窝夹层结构试样的表面垂直；

所述胶接铝蜂窝夹层结构试样的表面不存在面板翘曲、鼓泡、脱胶、压坑、芯子皱褶。

在一些实施方式中，所述方法还包括：对所述胶接铝蜂窝夹层结构试样进行预处理：将所述胶接铝蜂窝夹层结构试样置于标准测试环境下至少六小时；所述标准测试环境为：温度23℃±2℃，相对湿度50％±5％。

在一些实施方式中，所述对所述胶接铝蜂窝夹层结构试样上的所述预埋件施加拉力包括：

以5mm/min的测试速度对所述胶接铝蜂窝夹层结构试样上的所述预埋件持续施加拉力。

在一些实施方式中，所述制作胶接铝蜂窝夹层结构试样为胶接铝蜂窝夹层结构正面试样；所述胶接铝蜂窝夹层结构正面试样的面板对应的表面为边长为150mm的正方形；所述胶接铝蜂窝夹层结构正面试样的中心位置设置有一个所述预埋件。

在一些实施方式中，所述对所述胶接铝蜂窝夹层结构试样上的所述预埋件施加拉力，直至所述胶接铝蜂窝夹层结构试样破坏，记录此时的拉力作为拉脱破坏力包括：

使用夹具将所述胶接铝蜂窝夹层结构正面试样固定；

将拉力输出端与所述预埋件固定连接；

使拉力输出端以5mm/min的测试速度对所述预埋件持续施加拉力，直至所述胶接铝蜂窝夹层结构正面试样破坏，记录测试期间的最大力作为拉脱破坏力。

在一些实施方式中，所述制作胶接铝蜂窝夹层结构试样为胶接铝蜂窝夹层结构侧面试样；所述胶接铝蜂窝夹层结构侧面试样的面板对应的表面为宽度为80mm、长度不小于150mm的长方形；所述胶接铝蜂窝夹层结构侧面试样沿长度方向的一端设置一个所述预埋件，另一端设置两个所述预埋件。

在一些实施方式中，所述对所述胶接铝蜂窝夹层结构试样上的所述预埋件施加拉力，直至所述胶接铝蜂窝夹层结构试样破坏，记录此时的拉力作为拉脱破坏力包括：

准备一与所述胶接铝蜂窝夹层结构侧面试样形状大小一样的钢板，并将所述钢板固定位置；

通过所述胶接铝蜂窝夹层结构侧面试样沿长度方向的另一端的两个所述预埋件，将所述胶接铝蜂窝夹层结构侧面试样与所述钢板固定连接；

将拉力输出端与所述胶接铝蜂窝夹层结构侧面试样沿长度方向的一端的所述预埋件固定连接；

使拉力输出端以5mm/min的测试速度对所述预埋件持续施加拉力，直至所述胶接铝蜂窝夹层结构侧面试样破坏，记录测试期间的最大力作为拉脱破坏力。

从上面所述可以看出，本发明提供的胶接铝蜂窝夹层结构预埋件拉脱破坏力测试方法，通过明确、严谨的测试方法和测试结果处理，对胶接铝蜂窝夹层结构预埋件拉脱破坏力的质量控制提供了新的拉脱测试方法。具体的，通过制备试样、检查外观、拉脱测试等工艺测试流程，测定胶接铝蜂窝夹层结构预埋件拉脱破坏力，验证胶接铝蜂窝夹层结构预埋件质量是否符合规定所进行的全过程，能够对胶接铝蜂窝夹层结构预埋件的拉脱破坏力学性能进行快速、准确、有效的检测，从而及时检测胶接铝蜂窝夹层结构及预埋件的胶接质量，保障胶接铝蜂窝夹层结构在使用中的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的胶接铝蜂窝夹层结构预埋件拉脱破坏力测试方法流程图；

图2(a)为本发明实施例中的胶接铝蜂窝夹层结构正面试样结构示意图；

图2(b)为本发明实施例中的胶接铝蜂窝夹层结构正面试样截面结构示意图；

图3(a)为本发明实施例中的胶接铝蜂窝夹层结构侧面试样结构示意图；

图3(b)为本发明实施例中的胶接铝蜂窝夹层结构侧面试样截面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明实施例提供了一种胶接铝蜂窝夹层结构预埋件拉脱破坏力测试方法。参考图1，为本发明实施例的胶接铝蜂窝夹层结构预埋件拉脱破坏力测试方法流程图。

所述胶接铝蜂窝夹层结构预埋件拉脱破坏力测试方法，包括以下步骤：

步骤101、制作胶接铝蜂窝夹层结构试样；所述胶接铝蜂窝夹层结构试样包括至少一个预埋件；

步骤102、根据预设外观标准，检查所述胶接铝蜂窝夹层结构试样的外观；

步骤103、对所述胶接铝蜂窝夹层结构试样上的所述预埋件施加拉力，直至所述胶接铝蜂窝夹层结构试样破坏，记录此时的拉力作为拉脱破坏力。

胶接铝蜂窝夹层结构试样包括：胶接铝蜂窝夹层结构正面试样(后简称为“正面试样”)和胶接铝蜂窝夹层结构侧面试样(后简称为“侧面试样”)。分别用于测试胶接铝蜂窝夹层结构上位于正面和侧面的预埋件的拉脱破坏力。下面，基于上述两种试样，通过两个具体的实施例进一步说明本发明的胶接铝蜂窝夹层结构预埋件拉脱破坏力测试方法。后述实施例中，预埋件为内螺纹紧固件。

实施例一

本实施例中使用正面试样进行测试。

步骤一、制作正面试样：

所述的正面试样的面板对应的表面为边长为150mm±0.5mm的正方形。所述正面试样的中心位置设置有一个所述预埋件；其中，面板厚度tf、试样芯子厚度hc、试样厚度h及预埋件应与胶接铝蜂窝夹层结构的最终产品一致。正面试样的结构参考图2(a)、图2(b)所示。

正面试样的制作过程包括：制作正面试样采用的面板、蜂窝芯子、预埋件及胶粘剂与铝蜂窝夹层结构产品一致；切取制备符合前述规格的面板；按相关产品标准或工艺文件要求对准备好的预埋件和面板进行磷酸阳极化处理；铝蜂窝芯材边缘30mm舍弃，在目视检查无缺陷的部位，切取制备符合前述规格的铝蜂窝芯子；按胶粘剂使用要求、涂胶工艺、装配工艺和固化条件，使用胶粘剂将切取制备的铝蜂窝芯子与经过磷酸阳极化处理的预埋件及面板胶接组装固化成型，获得正面试样。

步骤二、根据预设外观标准，检查正面试样的外观：

正面试样制备完成后，正面试样上的预埋件轴线与正面试样表面应垂直。进行外观质量检查，正面试样表面应无面板翘曲、鼓泡、脱胶、压坑、芯子皱褶等缺陷。

步骤三、对正面试样进行预处理：

本实施例为常温下的标准测试环境，标准测试环境条件为23℃±2℃，相对湿度50％±5％。

正面试样的预处理，即将正面试样在测试前置于标准测试环境下至少六小时。如使用特殊测试环境，特别的存放条件则可根据具体需要而设定。

步骤四、对正面试样进行拉脱测试：

拉脱测试中使用专用的测试工装，其包括：用于固定相应部件的夹具、输出拉力的带有拉力输出端的试验机，记录拉力的传感器等。

拉脱测试过程包括：将铝蜂窝夹层结构正面预埋件拉脱测试试样正确安装在专用夹具内并对中；选用合适的夹具；将专用夹具的连接头夹持在与力传感器连接的合适夹具内，并将试验机力清零；使用与拉脱测试试样正面预埋件螺纹公称规格一致的螺纹连接头连接拉脱测试试样的预埋件；选用合适的夹具夹持螺纹连接头，保证拉脱测试试样中心线与施加载荷轴线一致；以5mm/min的测试速度对拉脱测试试样进行连续加载，至试样破坏，记录测试期间的最大力作为拉脱破坏力fm。记录试样破坏形式。

实施例二

本实施例中使用侧面试样进行测试。

步骤一、制作侧面试样：

所述的侧面试样的面板对应的表面为宽度为80mm±0.3mm、长度不小于150mm(长度≥150mm±0.5mm)的长方形。侧面试样的端部位置设置有两个所述预埋件，具体的，侧面试样沿长度方向的一端设置一个所述预埋件，另一端设置两个所述预埋件。面板厚度tf、试样芯子厚度hc、试样厚度h及预埋件应与胶接铝蜂窝夹层结构的最终产品一致。正面试样的结构参考图3(a)、图3(b)所示。

侧面试样的制作过程包括：制作侧面试样采用的面板、蜂窝芯子、预埋件及胶粘剂与铝蜂窝夹层结构产品一致；切取制备符合前述规格的面板；按相关产品标准或工艺文件要求对准备好的预埋件和面板进行磷酸阳极化处理；铝蜂窝芯材边缘30mm舍弃，在目视检查无缺陷的部位，切取制备符合前述规格的铝蜂窝芯子；按胶粘剂使用要求、涂胶工艺、装配工艺和固化条件，使用胶粘剂将切取制备的铝蜂窝芯子与经过磷酸阳极化处理的预埋件及面板胶接组装固化成型，获得侧面试样。

步骤二、根据预设外观标准，检查侧面试样的外观：

侧面试样制备完成后，侧面试样上的预埋件轴线与侧面试样表面应垂直。进行外观质量检查，侧面试样表面应无面板翘曲、鼓泡、脱胶、压坑、芯子皱褶等缺陷。

步骤三、对侧面试样进行预处理：

本实施例为常温下的标准测试环境，标准测试环境条件为23℃±2℃，相对湿度50％±5％。

侧面试样的预处理，即将侧面试样在测试前置于标准测试环境下至少六小时。如使用特殊测试环境，特别的存放条件则可根据具体需要而设定。

步骤四、对侧面试样进行拉脱测试：

拉脱测试中使用专用的测试工装，其包括：用于固定相应部件的夹具、输出拉力的带有拉力输出端的试验机，记录拉力的传感器等。

拉脱测试过程包括：准备一块长度80mm、厚度10mm、宽度与铝蜂窝夹层结构等厚的钢板，钢板中心厚度方向加工m12的通螺纹，两侧各距边缘15mm处加工两个与预埋件螺纹公称规格一致的通螺纹；用与侧面试样上另一端的两个预埋件螺纹公称规格一致的两个螺钉将钢板与侧面试样紧固连接；

e)使用与试样侧面预埋件螺纹公称规格一致的一个螺纹连接头连接试样一端的预埋件；选用合适的夹具；将m12的的螺纹连接头夹持在与力传感器连接的合适夹具内，并将试验机力清零；使用与试样侧面预埋件螺纹公称规格一致的一个螺纹连接头连接试样一端的预埋件，并将螺纹连接头夹持在合适夹具内，保证试样中心线与施加载荷轴线一致；以5mm/min的测试速度对试样进行连续加载，至试样破坏，记录测试期间的最大力作为拉脱破坏力fm。记录试样破坏形式。

在一些可选的实施例中，制作多个制作胶接铝蜂窝夹层结构试样，并进行分组测试，并记录测试结果。具体的，每组同批试样数量一般不少于5个，并且保证每组同批有效试样数量不少于5个。

本实施例中，还包括对测试结果的计算处理步骤。具体的，分别计算每组有效试样的算术平均值、标准偏差、离散系数。测试测定的结果数值应按相关产品标准的要求进行修约。如未规定具体要求，拉脱破坏力fm修约到1n，标准偏差和离散系数取两位有效数字。

由上述实施例可见，本发明的胶接铝蜂窝夹层结构预埋件拉脱破坏力测试方法，通过明确、严谨的测试方法和测试结果处理，对胶接铝蜂窝夹层结构预埋件拉脱破坏力的质量控制提供了新的拉脱测试方法。具体的，通过制备试样、检查外观、拉脱测试等工艺测试流程，测定胶接铝蜂窝夹层结构预埋件拉脱破坏力，验证胶接铝蜂窝夹层结构预埋件质量是否符合规定所进行的全过程，能够对胶接铝蜂窝夹层结构预埋件的拉脱破坏力学性能进行快速、准确、有效的检测，从而及时检测胶接铝蜂窝夹层结构及预埋件的胶接质量，保障胶接铝蜂窝夹层结构在使用中的可靠性。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。