一种组合式多功能纤维织物面内渗透率综合测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种面内渗透率综合测试装置，尤其是涉及一种用于纤维织物面内渗透率表征的组合式多功能综合测试装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着节能减排发展战略的深入人心和高性能复合材料行业的蓬勃发展，纤维织物增强树脂基复合材料在航空航天、轨道交通以及运动休闲等领域已获得了广泛应用。树脂传递模塑成型技术是该类型复合材料实现低成本、高效率、高质量制造的关键技术，是高性能树脂基复合材料构件进一步推广应用所面临的主要瓶颈。其中，纤维织物的面内渗透率是树脂传递模塑成型中影响树脂流动行为的重要参数，主要反映树脂在纤维织物预成型体中流动的难易程度，显著影响复合材料构件成型模具、工艺设计和成型性能。准确表征纤维织物的面内渗透率对于促进树脂浸渍过程的数值模拟，推动计算机辅助制造技术在树脂基复合材料领域的应用，实现复合材料构件的低成本、高效率、高质量成型具有重要意义。
[0003]国内外学者和研宄机构针对纤维织物的面内渗透率测试方法进行了广泛的研宄，并基于达西定律研制了多种纤维织物面内渗透率测试装置。根据数据获取方式的不同，已公开纤维织物面内渗透率测试装置可分为传感器式和图像式两类。专利号为CN201210301601.7，名称为一种纤维织物单向面内渗透率测试装置和测试方法的发明专利实现了纤维织物面内饱和渗透率的测试，包括上模、下模、模腔厚度拉杆和压电传感器。该装置主要利用注射口和溢流口的流量差和压力差来计算纤维织物面内饱和渗透率。专利公开号为CN203350161U，名称为天然纤维织物面内渗透率的测量装置，包括测试液容器，微型齿轮泵，模具，数据采集装置和摄像装置。该装置可实现天然纤维织物面内饱和或非饱和渗透率的快速、准确测量。专利公开号为DE10004146.Al，名称为Resin flow frontmeasuring system for use with electrically conductive reinforcement determinescapacitance changes between a condensor plate and reinforcement 的专利包含上模、下模、模腔厚度拉杆，采用电容式传感器监测测试流体流动前沿位置，实现了纤维织物面内渗透率的二维测量。
[0004]由于纤维丝束本身较高的柔韧性及其相互间细微结构的不均匀性，纤维织物面内非饱和渗透率对测试条件极为敏感，因上述专利所采用的纤维织物面内渗透率测试方法，测试装置以及测试条件均有所不同，导致同种材料的测试结果也存在较大差异，至今没有形成统一的、国内外广泛认可的测试标准。为推动纤维织物面内渗透率测试相关标准的建立，亟需在相同的测试装置和测试条件下规范其测试流程，以对相关的系列测试方法进行综合评价。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种能实现纤维织物面内渗透率的一维和二维组合式综合比较测量、图像式和传感器式纤维织物面内渗透率的组合式综合比较测量、不同剪切变形条件下纤维织物预成型体面内渗透率的测量和测试流体一维流动前沿位置精确测量的组合式多功能纤维织物面内渗透率综合测试装置。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供的组合式多功能纤维织物面内渗透率综合测试装置，包括控制柜，工作平台安装在主机架上，所述的工作平台上设有一维测试单元、二维测试单元、加载单元和加载单元运动系统，所述的加载单元运动系统包括加载单元平移机构和安装在所述的加载单元平移机构上的加载单元升降机构，所述的加载单元为网状菱形结构，所述的加载单元安装在所述的加载单元升降机构上且所述的加载单元在所述的加载单元平移机构的运动下能分别对所述的一维测试单元和二维测试单元加压；副机架安装在所述的加载单元平移机构上，所述的副机架上设置有对正所述的加载单元的可视化单元；还包括压力罐和液压站，所述的压力罐与所述的一维测试单元和所述的二维测试单元连接，所述的液压站与所述的加载单元升降机构连接，所述的控制柜通过数据线与所述的可视化单元和所述的加载单元通信连接。
[0007]所述的主机架的底部安装有福马轮。
[0008]所述的加载单元升降机构包括导向柱、液压缸和液压缸固定件，所述的导向柱竖直安装在所述的加载单元平移机构上，所述的液压缸的一端通过液压缸固定件固定在所述的加载单元平移机构上，另一端的活塞杆与所述的加载单元的耳柄相连，所述的加载单元的前后两个耳柄分别滑动套在两根导向柱上并沿其上下移动。
[0009]所述的加载单元平移机构包括滑块、直线滑轨、副机架支撑板和铝型材角码，所述的直线滑轨水平安装在所述的工作平台上，所述的滑块滑动套装在所述的直线滑轨上，所述的副机架支撑板通过螺栓安装在所述的滑块上，所述的副机架通过所述的铝型材角码安装在所述的副机架支撑板上，在所述的工作平台的两侧设置有限位板以防止所述的加载单兀平移机构在水平移动过程中超出安全行程。
[0010]所述的一维测试单元的结构是:纤维织物预成型体铺设在一维下模板上面，所述的一维下模板设置在刚性模板支撑块上面且与模板升降机构相连，所述的刚性模板支撑块内部结构采用网状菱形，所述的一维下模板一端设有一维注射口另一端设有一维溢流口，在所述的纤维织物预成型体的四周放置有多个一维模腔高度定义隔板，在所述的纤维织物预成型体的上方依次设置有第一钢化玻璃板和第一透明PC板，在所述的一维下模板上还设置有模板限位块来限制钢化玻璃板和透明PC板的位置，所述的第一透明PC板的上表面设有电容传感器放置槽。
[0011]所述的二维测试单元的结构是:纤维织物预成型体铺设在二维下模板上面，所述的二维下模板设置在刚性模板支撑块上面且与模板升降机构相连，所述的二维下模板的中心设置有二维注射口，在纤维织物预成型体的四周放置有二维模腔高度定义隔板，在纤维织物预成型体的上方依次设置有第二钢化玻璃板和第二透明PC板，所述的第二透明PC板的上表面设有电容传感器放置槽。
[0012]所述的模板升降机构由固定铰支座、操作板、导向块、模板升降机构下支座、模板升降机构上支座、活动支架和拉杆组成，所述的操作板通过固定铰支座铰接在所述的一维测试单元和二维测试单元的刚性模板支撑块上，所述的导向块安装在所述的一维测试单元和二维测试单元的刚性模板支撑块上，所述的拉杆穿过所述的导向块两端分别与所述的操作板和活动支架铰接，所述的活动支架的上下两端分别连接在模板升降机构上支座和模板升降机构下支座上，所述的一维测试单元和二维测试单元均通过模板升降机构下支座安装在工作平台上。
[0013]还包括一个剪切变形框，剪切变形纤维织物预成型体通过快速夹具固定在所述的剪切变形框上面，所述的剪切变形框采用角度可调的菱形结构，通过调节螺栓调节菱形的角度改变固定在所述的剪切变形框上的所述的剪切变形纤维织物预成型体的剪切角度。
[0014]所述的控制柜采用旋转调节操作角度方式安装在所述的副机架的右侧。
[0015]所述的主机架上安装有底板，所述的压力罐和所述的液压站放置在所述的底板上。
[0016]采用上述技术方案的组合式多功能纤维织物面内渗透率综合测试装置包括福马轮、压力罐、液压站、底板、主机架、工作平台、一维测试单元、加载单元、副机架、可视化单元、二维测试单元、控制柜和加载单元运动系统。工作平台安装在主机架上，工作平台上设有一维测试单元、二维测试单元、加载单元和加载单元运动系统；所述一维、二维测试单元都包括模板升降机构、三块模板和模腔高度定义隔板，纤维织物预成型体和模腔高度定义隔板放置在下模板上，其上方依次设有钢化玻璃板和透明PC板；所述加