剥离测试装置的制作方法

本发明涉及一种创新的剥离测试装置，其特别适用于从桨叶得到的试样的测试。此外，本发明还涉及一种设计特别适合于所描述的装置的这种测试试样的创新方法。最后，除了实施组件的方法之外，本发明还包括这种试样的制造方法。

参考图1，下面描述了一种剥离测试装置，其包括剥离测试装置的测试试样，所述测试试样根据标准nfen1464中提出的建议是已知的。

因此，根据已知的现有技术，剥离测试装置包括框架10，摆锤14围绕具有水平轴线12a的枢转连杆12悬挂在所述框架10上，所述框架10包括前辊16和引导辊18，其各自的轴线16a和18a平行于轴线12a。方向(16a；18a)和(18a；12a)之间的角度为90°。距离[16a；18a]和[18a；12a]分别相当于33mm。

附接设备20布置在摆锤14下方并连接到牵引设备22，该牵引装设备构造成沿着穿过枢转轴线12a的方向22a垂直向下牵引附接设备20。力传感器24插入在附接设备20和牵引设备22之间，该力传感器能够测量施加在牵引设备22和附接设备20之间的牵引力，即附接设备20向下方向的牵引力。

使用试样26。该试样26除了胶粘到支撑件28的一个表面上的粘合剂30外，还包括平坦且矩形形状的支撑件28。试样在其长度上定位在前辊16和引导辊18两者上，粘合剂30面向下停靠在辊上，粘合剂30的端部32的一部分被预先脱离并且可进入在两个辊16，18之间。附接设备20，在这种情况下为卡爪，通过夹持到粘合剂30的端部32而附接。

为了开始剥离测试，牵引设备22以恒定的位移速度约束进行动作，记录由力传感器24传递的值。当牵引设备22被操作时，粘合剂30的端部32变形并向下拉伸。粘合剂30沿着剥离前部自己逐渐从支撑件28脱离，并且在与前辊16正切的方向向下拉下，同时支撑件28通过从前辊16滚动到引导辊18而移动。

在剥离过程中，摆锤14围绕枢轴12旋转，直到前辊16的表面在枢转轴线12a的垂直方向上与拉伸方向22a正切。

虽然这种剥离测试装置非常适合于对特别地具有简单几何形状的试样实施，但是它不适用于具有更复杂形状的试样，例如那些每个其表面具有可变曲率、可变厚度和非平行面。实际上，为了有效地分析所有的剥离测试，剥离角度，即剥离前部所在的支撑件的表面与粘合剂的拉伸方向之间的角度必须对于在不同的试样上实施的剥离测试均保持相同。这对于例如上述的那些复杂的且可变的试样是不可能的。

从这种观察开始，本发明提供了一种简单、有效和经济的解决方案，使得可以在复杂形状的试样上根据所限定的规定来实施剥离测试。

为此目的，其提供了一种剥离测试装置，其设计用于测试试样的剥离阻力，每个试样均包括支撑件和胶粘到支撑件表面的粘合剂，所述剥离测试装置包括：

-框架，所述框架包括前辊和至少一个引导辊，两个辊的平行轴线设计成保持所支撑的试样，同时在剥离测试过程中通过滚动来引导试样在与辊正切的方向移动。

-附接设备，所述附接设备设计成用粘合剂附接，

-牵引设备，所述牵引设备与附接设备相连，并构造成沿着与前辊正切的拉伸方向牵引附接设备，并被设计成导致粘合剂从支撑件的表面脱离，

-设备，所述设备测量由牵引设备施加的力，以便在剥离过程中牵引附接设备，

其特征在于，至少一个辊在垂直于辊的轴线的方向上相对于其它辊平移可调节。

由本发明提供的相对于框架移动前辊或引导辊中的至少一个辊的可能性使得可以在开始剥离测试之前或在剥离测试过程中相对于框架改变试样的位置。

为了起作用，试样必须以其表面包括抵靠前辊的粘合剂的方式停靠。其与该辊正切，使得粘合剂从支撑件拉出，以便根据相对于支撑件的表面称为剥离角度的预定角度将其从支撑件脱离。因此，在剥离过程中，粘合剂将其自身从支撑件脱离，并且绕过前辊，而支撑件缠绕在辊上。剥离测试倾向于导致试样绕前辊转动。这就是为什么布置引导辊以保持试样的定向相对于框架恒定的原因。

在第一种情况下，试样可以由引导辊通过其表面包含待剥离的粘合剂而保持。在这种情况下，需要至少一个引导辊定位在剥离前部的下游，即在与前辊相对产生的剥离前部的侧面上。在这种情况下，试样由前辊和引导辊推动。

在第二种情况下，试样可以由引导辊通过其表面与待剥离的粘合剂相对而保持。在这种情况下，需要将至少一个引导辊定位在剥离前部的上游，即产生的在与前辊相同的剥离前部的相同侧面上。在这种情况下，试样被容纳在前辊和引导辊之间。

在牵引设备和粘合剂的拉伸过程中，在相对于框架是不可调节的辊上停靠的具有各自不同曲率或各自不同厚度的试样在连续剥离测试过程中在垂直于辊的轴线的平面中相对于彼此将具有各自不同的定向。因此，用于不同测试的剥离角度将全部不同，并且测试在彼此之间将不可比较。另一方面，如本发明所示，可以通过改变一个辊的位置来改变试样的倾斜度。这具有明显的值，因为平移地调节辊可使其获得相对于前辊正切的试样的方向，所述方向总是相同的。所实施的不同剥离测试因此根据相同的剥离角度进行，因此彼此可比较。

同样，如果试样的曲率在其范围内是可变的，则也可以在剥离测试过程中改变一个辊的位置，同时试样相对于辊正切地进展，以便在整个测试过程中保持相同的剥离角度。

根据本发明的一个特征，每个引导辊均具有带有线性外观的外部局部环形承载表面。

例如，如果外部支撑表面在外观上是椭圆形的，例如球形或其他复曲面，则可以实现该特性。由于该特性，辊的整个圆周具有支撑表面，所述支撑表面使其可获得与相对的平坦表面的一次性连接。

该特征是功能性的，并且提供了与该特征结合并独立于该特征的如下所述的优点，根据该特征，至少一个辊在垂直于辊的轴线的方向上相对于其它辊可平移地调节。

因此，可以将剥离测试装置本身被视为一项发明，该剥离测试装置被设计成测试试样的剥离阻力，每个试样均包括支撑体和胶粘到支撑表面上的粘合剂，所述剥离测试装置包括：

-框架，所述框架包括前辊和至少一个引导辊，两个辊的平行轴线设计成保持所支撑的试样，同时在剥离测试过程中通过滚动来引导试样在与辊正切的方向上移动，

-附接设备，所述附接设备设计成用粘合剂附接，

-牵引设备，所述牵引设备与附接设备相连，并被构造成用于沿着与前辊正切的拉伸方向牵引附接设备，并被设计成导致粘合剂从支撑件的表面脱离，

-设备，所述设备测量由牵引设备施加的力以便在剥离过程中牵引附接设备，

其特征在于，每个引导辊均具有带有线性外观的外部局部环形承载表面。

实际上，当试样具有表面，且粘合剂胶粘到其的所述表面不平行于其相对面和/或在其长度上扭曲时，这种设备提供了优点。在这种情况下，如果一个引导辊通过具有例如带有平行于前辊的轴线的圆柱形或截头圆锥形表面，而将与试样具有线性连接，则前辊将不能稳定地停靠在这样的试样上。然而，如果形成引导辊以便不管辊的角位置如何均创建一次性连接，则承载粘合剂的试样的表面将能够完全抵靠在前辊上，而试样的剩余部分将能够围绕引导辊的隔离触点枢转。

有利地，附接设备包括线缆，所述线缆设计成围绕试样的粘合剂接合。这样的线缆可以同时充分精细、柔软和坚固，例如由凯夫拉尔(kevlar^tm)制成，其完全满足附接设备的柔性和可靠性的要求。

优选地，前辊在平行于拉伸方向的方向上相对于框架可平移地调节，并且一个引导辊在垂直于拉伸方向的方向上相对于框架可平移地调节。

前辊在平行于拉伸方向的方向上相对于框架可平移地调节，以使前辊即使在其调节之后仍可保持与拉伸方向正切，这对于设备的正常功能是必需的并且符合剥离规范。从这种观察开始，使引导辊在垂直于拉伸方向的方向上可平移地调节，使得可最大化用于试样的定向的可能性。

更准确地说，拉伸方向相对于框架被固定，并且前辊在平行于拉伸方向的方向上相对于框架仅仅可平移地调节。提出持续固定的拉伸方向确实更安全，因为在这种情况下，在测试过程中不存在拉伸方向的变化的风险。即使可以制造其中拉伸方向可调节的装置，但是为了改变剥离角度，这种装置实现起来将更昂贵和复杂，而如上所述的本发明已经针对调整剥离角度的问题提供了满意的答案。

在一个优选实施方案中，前辊具有圆柱形表面。

在测试位置，这种设备将有利地包括具有复杂形状的试样，例如在其长度上可变地或规则地弯曲和/或具有不平行的相对面和/或具有可变厚度，粘合剂所涂覆的表面根据与前辊正切的平面而停靠在前辊上，所述平面与拉伸方向形成一预定角度，优选为90°。这种剥离角度非常广泛地用于剥离测试，因此使所实施的测试可与许多其他测试比较。

此外，当例如直接从航空用的桨叶中获得试样时，粘合剂不一定具有自由端，所述自由端由剥离测试装置的附接设备容易地抓住。实际上，这样的桨叶包括等同于测试试样支撑件的叶片和等同于测试试样的粘合剂的增强件。除了覆盖叶片的前缘之外，增强件通常覆盖叶片的背侧表面和前侧表面的上游部分。在加强的桨叶中进行切割以从桨叶中提取这些试样，这将使得可测试在叶片上的增强件保留部分。特别有趣的是测试增强件从叶片的前缘脱离的阻力，因为这是在桨叶的实际功能使用过程中，例如在与源于叶片上游的一物体发生碰撞的情况下最可能发生的情况。由于增强件在叶片的前缘没有任何可以被抓住的部分，并且由于它胶粘到叶片的背侧表面和前侧表面两者，所以目前不可能执行可利用的剥离测试。

这就是为什么本发明无论剥离测试装置如何，还涉及适用于剥离测试的源于桨叶的试样，该试样包括：

-桨叶的叶片的一部分，所述叶片包括前侧表面、后侧表面和前缘和/或后缘，

-桨叶增强件，所述桨叶增强件覆盖并胶粘到前侧表面的至少一部分以及背侧表面的一部分并且延伸超出前缘和/或后缘，

其特征在于，所述增强件在前缘和/或后缘的整个长度上分裂，使得增强件被分裂成两个板，所述两个板彼此脱离的，并超出前缘和/或后缘在缝隙的任一侧上彼此相对，

其特征在于，至少一个板超出前缘和/或后缘还包括紧固设备，所述紧固设备向该相同板提供固定。

特别地，桨叶可以源于涡轮发动机的桨叶。

需要强调的是，上述定义的试样本身将被认为是一种发明，因为它为源于于桨叶的试样的剥离问题提供了详尽的解决方案。而且，不限于本文所述的剥离测试装置。

这里已经找到了一种解决方案，其可以对源于桨叶的试样进行有用的剥离测试，因为由于缝隙，增强件已被脱离成两个不同的板，一个板胶粘到叶片的前侧表面，另一个胶粘到叶片的背侧表面。然而，这些板中的每一个均保持延伸超出叶片的前缘的部分。已经准备了相同的部分，例如以便包括适于剥离测试装置的附接设备的紧固设备。

还将注意到，这样的试样非常适合于根据上述本发明的剥离测试装置，因为它的形状将是复杂的，除了其自身潜在的可变的厚度和曲率外还具有非平行表面(前侧表面和后侧表面)，其中这些特征来源于形成试样的桨叶。

有利地，紧固设备包括在板的相对边缘上形成的凹口。这些紧固设备适用于上述剥离测试的线缆，因为线缆可以围绕从叶片的前缘突出的板的部分环绕，同时穿过凹口，以确保可靠的保持力。该实施方案特别有趣，因为其使线缆可在板上具有良好分布的保持力。

类似地，可以将该板刺穿获得孔，所述孔设计成接收线缆的端部。在这种情况下，线缆可以例如通过固定在其端部上的厚锁定件而固定在其位置，因此不能向后穿过板中的孔。

叶片将包括例如有机基质复合材料，增强件将包括例如钛。这对应于最可能遇到的情况。

优选地，前侧表面和后侧表面不平行，这些面之间的厚度和它们各自的曲率进一步沿着叶片可变。

如上所述，这种试样直接来源于航空中使用的桨叶，因此使其行为可尽可能地被模拟。

本发明还涉及一种制造如上所述的试样的方法，其包括以下步骤:

-提供包括叶片的桨叶，该叶片包括前侧表面、后侧表面、前缘和后缘，桨叶包括单节(single-section)增强件，所述单节增强件覆盖并胶粘到前侧表面的至少一部分、背侧表面的一部分和整个前缘或后缘，

-对该桨叶的一部分进行取样，其中该部分包括用增强件覆盖的叶片的前缘或后缘的至少一部分，

-在前缘或后缘的整个长度上分裂增强件，使得增强件被脱离成两个板，所述板彼此脱离，并且超出叶片的前缘或后缘在缝隙的任一侧上彼此相对，

-超出叶片的前缘或后缘在至少一个板上形成紧固设备，所述紧固设备向相同的板提供固定。

因此，紧固设备可以包括在板的相对边缘上形成的凹口。

本发明还涉及如上所述的剥离测试装置，所述剥离测试装置还包括如上所述从桨叶获得的剥离测试样，其中试样固靠辊，并且能够通过滚动相对于辊沿着正切方向被引导移动，附接设备与停靠在前辊上的试样的一个板的紧固设备接合。

这种类型的装置是完全功能性的，并且使得可在直接从加强的桨叶获得的试样上执行如上所述的可以完美利用的剥离测试。

在这种情况下，为了获得90°的剥离角度，优选地配置该装置。

本发明最终涉及一种初始化包括试样的剥离测试装置的方法，所述方法包括以下步骤：

-通过平移来调节辊的位置，使得试样当固靠辊时相对于前辊具有沿着切线方向的移动方向，所述前辊从拉伸方向以一先前选择的剥离角度成角度地脱离，

-放置抵靠辊的试样，使得粘合剂的一个端部从在侧面上的前辊突出，拉伸方向和因此附接设备定位在所述侧面上，

对于源于如上所述的桨叶的试样，试样的一个板将被放置在前辊上定位，使得试样的同一板的紧固设备从在侧面上的前辊突出，拉伸方向定位在所述侧面上。随后可以将附接设备与试样的紧固设备接合。

如果需要，根据试样的形状，该方法之后可以是一步骤：包括通过在测试过程中、在牵引附接设备过程中以及因此在试样相对于辊沿着切线方向移动过程中通过平移来调整辊子的位置，使得在剥离测试的整个持续时间内，试样相对于前辊在恒定平面中保持正切。

本发明将更好地理解，并且其它细节、特征和优点在参考附图的同时通过阅读通过非限制性示例给出的以下描述将显而易见，其中：

-已经描述的图1显示根据标准nfen1464的提案的剥离测试装置的示意图；

-图2和图3显示根据本发明的源于桨叶的剥离测试试样的侧视图和正视图；

-图4显示根据本发明的剥离测试装置的立体图。

根据图2和图3，可以看到源于桨叶的试样40，所述桨叶沿着与其前缘垂直的平面被切割。这种桨叶包括由有机基质复合材料制成的叶片42，所述叶片42形成用于根据本发明的试样的支撑件。其还包括由钛制成的增强件44，所述增强件覆盖桨叶的上游部分，并且构成根据本发明的试样的粘合剂。在下文中，将通过继续使用叶片的概念来指支撑件和使用增强件的概念来表示粘合剂来参考试样。可以看出，叶片具有前侧表面42a、后侧表面42b和前缘46，增强件44从前缘46突出。增强件44的胶粘的前侧表面和后侧表面彼此不同地弯曲，并且叶片42的厚度在这些表面之间变化。尽管增强件44最初由覆盖叶片的整个前缘46的单件形成，但是除了其前侧表面和后侧表面的一部分之外，增强件在该点处还包括通缝隙48，所述通缝隙48暴露试样叶片的整个前缘46。以这种方式，增强件44被分成两个不同的板44a和44b，所述板44a和44b超出前边缘46在缝隙48的任一侧彼此相对。然而，增强件44仍然在试样的整个宽度上延伸，即使其在直到叶片42的后缘处存在。

板44a和44b在叶片的前缘48和其端部之间包括在其侧边缘上加工的相对且基本上对称的凹口50。这些凹口50用作环形线缆的固定件，所述线缆可以穿过板44a和44b之间的缝隙48，并随后接合在凹口50中。或者，板44a，44b包括超出前缘46的各自的孔52，所述孔52也可例如通过插入和阻塞线缆的端部来提供固定。

如此切割和制备的桨叶成为可利用于剥离测试的试样，因为其在其每个表面上均包括单独的粘合剂，由每个板44a，44b实现该表面，板44a，44b的一端与由叶片42实现的支撑件脱离，并且特征在于可以容易地抓住的紧固设备50，52。

参考图4，描述了根据本发明的剥离测试装置的实施例，所述装置包括图2和图3所示的试样。如上所述，根据本发明的剥离测试装置可以用于宽范围的具有复杂或简单形状的试样，除了这里显示外。

框架60被固定。该框架包括垂直壁62，所述垂直壁62包括两个腔64，66，一个腔64是长方形形状，具有主水平轴线64a，另一个腔66基本上与主垂直轴线66a等距。然而，两个腔的尺寸可以是完全不同的。

腔64用于使垂直于壁62的轴68通过，腔的直径对应于腔64的短轴线。该轴68在主轴线64a的水平方向上在腔64中可平移地调节。中空引导辊70安装在壁62的一侧上的轴68上。该辊围绕轴68自由旋转。引导辊70具有带有线性外观的外部局部的环形承载表面，如在本文件中详细描述的那样。尽管在图中示出为具有复曲面，但是辊70可能因此同样具有例如完全球形的表面。

腔66用于使垂直于壁62的轴72通过，腔66的直径对应于腔66的短轴线。该轴72在主轴线66a的垂直方向上在腔66中可平移地调节。中空的前辊74安装在与引导辊70相同的壁62的侧面上的轴72上。该前辊围绕轴72自由旋转。前辊74具有圆柱形表面。

引导辊70贯穿其整个调节范围平移，从前辊74水平地和垂直地偏移。

在图中未示出的第二壁通常在辊的另一侧上与第一壁62相对地固定。该第二壁包括与第一壁62的腔64，66对称的腔，其中轴68，72二次地支撑在辊的另一侧上。因此，负荷平均地分布在辊70，74的任一侧上的轴上，辊70，74在操作过程中经受横向应力。这避免了轴的变形。

牵引设备76位于框架60下方，其包括垂直起重器78，在与引导辊70相对的前辊70侧面上的垂直轴线78a与前辊74的表面正切。力传感器80结合在起重器78中，且测量由起重器施加的垂直牵引力。应当注意，力传感器可以同样地安装沿着牵引链的任何地方。轭82a和轴线组件82b布置在起重器78的顶端上。例如由kevlar^tm(即聚(对苯二甲酰对苯二胺))制成的线缆环路84在轭82a中并围绕轴线82b安装。

参考图3和图4描述的试样40已经布置在引导辊70和前辊74之间。增强件44的分裂端从前辊74稍微突出。环84接合在试样的缝隙48和切口50中，使得一个板44b与环84接合。

环84被起重器78牵引，并将试样40的下表面压靠前辊74。随后该试样趋向于绕着前辊74转动，其上表面压靠引导辊70。因此，清楚地看出，根据两个辊的相对位置，试样将不具有相同的定向。另一方面，不管垂直腔66中的前辊74的位置如何，环84将总是相对于前辊74垂直地和正切地被牵引。

在操作过程中，环84向下牵引板44b并将其从叶片42脱离。试样40可以通过滚动沿着辊70，74而自由移动，使得滚动前部总是基本上位于环84的垂直处。当起重器78以恒定的速度向下移动时，通过记录由力传感器80传送的数据来执行剥离测试。

在起重器78的移动过程中，容易使辊70，74在腔64，66中的平移移动自动化，使得在任何时候，根据试样40的曲率和厚度的变化，保持在前辊74正切方向上的试样的定向。

当然可以通过任何其它已知的连接系统来修改包括凹口50、环84、轭82a和轴线82b的连接系统，该连接系统能够有效地抓住试样粘合剂并将其向下牵引。