复合材料实验讲义 - 图文(8)

6、 成型周期各阶段的时间，在固定情况下，用继点器和秒表测量。 7、 制备试样过程中，模具的型腔和流道不允许涂擦润滑性物质。 8、 制备试样数量，按测试需要而定，制备每一组试样时，一定要在基本稳定的工艺条件下重复进行。必须在至少舍去五模后，才能开始取样。若某一工艺条件有变动，则该组已制备的试样作废。所选取的试样在去流道类赘物时，不得损伤试样本体。

9、 试样的外观质量应符合塑料试验方法GB1039-79或本实验标准的规定。

10、试样处理应按塑料试验方法GB1039-79或产品标准的规定，或本实验提出的条件进行。 四、实验结果记录及作业

（一） 填写实验记录（见附录）

（二） 将制成的试样用应力仪观察应力分布情况。 （三） 试样作下列性能检验：

冲击强度测定（方法见实验GB1043-70） 压缩强度测定（方法见实验GB1041-70） 五、问题讨论

（一） 提出实验方案的料筒温度、注射压力、注射——保压时间应考虑哪些问

题。

（二） 试样产生缺料、溢料、凹痕、气泡、真空泡时，与哪些因素有关？ 六、注意事项

（一） 因电气控制线路的电压为220伏，操纵机器时，应防止人身触电事故发

生。

（二） 在闭合动模、定模时，应保证模具方位整体的一致性，避免错合损坏。 （三） 安装模具的螺栓、压板、垫铁应适用牢靠。

（四） 禁止料筒温度在未达到规定要求进行手塑或注射动作。手动操作方式在注射——保压时间未结束时不得开动预塑。

（五） 主机运转时，严禁手臂及工具等硬质物品进入料斗内。

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（六） 喷嘴阻塞时，忌用增压的办法清除阻塞物。 （七） 不得用硬金属工具接触模具型腔。

（八） 机器正常运转时，不应随意调整油泵溢流阀和其它阀件。

（九） 严防人体触动有关电器，而使机器出现意外动作造成设备、人身事故。 附录：

试验记录 一、原料规格

塑料名称 牌号、规格 二、干燥条件

干燥方法 干燥温度（℃） 干燥时间（小时） 干燥后含水率（%） 三、模具特征

模具结构 每模试样数 进料口尺寸（mm） 四、注射机特性参数

注射机型号 螺杆结构与直径 喷嘴结构 五、成型条件

料筒和喷嘴温度 1段（℃）2段（℃）3段（℃） 物料温度（℃） 模具温度 定模（℃） 动模（℃）

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成型压力（kg/cm） 注射压力 ″ ″ ″ 保压压力 ″ ″ ″ 预塑压力 ″ ″ ″ 螺杆转速（转/分） 时间 （秒）

实验14 纤维缠绕工艺试验

纤维缠绕工艺是复合材料中最具特性的一种成型工艺方法，它的核心或重点是排纱技术，本实验课的训练重点也是排纱，兼顾网格理论强度分析。纤维缠绕是一束纤维纱成扁带状排布，且连续不断。

一、实验目的

1． 了解纤维缠绕工艺的基本特点，熟悉缠绕规律并学会缠绕线型的

调试方法；

2． 观察纤维在轴对称模具上的分布状态，结合网格理论的强度分析，

加深对纤维缠绕件结构特点的认识；

3． 通过纤维缠绕容器的内压试验操作，以实际数据校核网格理论的

准确性。

二、实验内容

1． 轴对称带曲面封头的纤维缠绕芯模制作；

2． 按网格理论设计内压数据和缠绕参数，根据纤维缠绕规律与成型

调试进行实际缠绕工艺操作； 3． 内胎制作和内压爆破试验。 三、实验原理

纤维缠绕是连续纤维复合材料的特殊成型工艺。纤维缠绕结构的形状通常是轴对称的封闭面主体形状，连续纤维均匀地按一定规律地排布芯模的表面上，树脂固化后就形成一个复合材料壳。这种壳式结构包括管、罐、球等，通常它们都是耐内压的结构，在内压工作状态下，所有壳体上的纤维都处于被拉伸的

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2应力状态，充分发挥了连续纤维复合材料的高抗拉强度的优点。所以说，纤维缠绕结构是最能体现复合材料优点的一种复合材料制品。纤维缠绕成型工艺的重要性亦体现在此。

采用水压试验直至纤维缠绕壳爆破，可观察到结构形状与结构强度薄弱点之间的关系。

四、实验仪器和器材

１、纤维缠绕机

２、芯模轴、形状刮板、麻绳、石膏等；

３、水压力泵、乳胶片或囊、施压连接头和耐压管等。

４、纤维缠绕机的结构示意如图1所示。它有四部分组成：主轴转动

部分带动芯模转动、沿芯模轴向螺旋缠绕部分、环向缠绕的丝杆传动部分，这些都由齿轮A、B、C、D、Z1、、Z2、Z3、Z4 部分调节。水压泵由进水阀，加压泵活塞和计压表，出水管等组成。电动泵和手摇泵基本原理一样。

图1 螺旋缠绕传动链

五、实验步骤

NZ4ACZ2i主?车? ????ZZ3BDZ1１、轴对称曲面封头的芯模制作

（1）取一头粗一头细带台阶式钢铁轴一根，表面涂上薄薄一层黄油。 （2）根据事先预定的形状、长度、和直径在钢轴上绕上草（麻）绳，

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绕的方法要保证麻绳头固定不散而又不能在后续脱模工序中抽落下来，麻绳缠绕的厚度最好使刮板的间隙保证在10mm～20mm范围。这样刮石膏时不致很厚而使芯模质量太大，又不致石膏层很薄而使芯模经不起缠绕纱带的张力而破碎。

（3）如图2所示，将形状刮板固定在钢轴的两头而能绕钢轴旋转，取半水石膏粉（即熟石膏粉）调入水盆中，迅速搅匀，不应用有块状物而成稀稠糊泥状，然后用勺将此石膏糊浇在麻绳上。同时不断地转动轴或刮板，使之形成一个表面光滑的轴对称的带曲面封头的芯模。

图 2 芯模结构示意图

3-极孔嵌件；4-石膏 1-芯轴；2-螺母；

（4）石膏芯模需经晾干2～3天才能用。 ２、纤维缠绕操作和线型调试

（1） 根据芯模的基本尺寸确定缠绕线型：已知的参数为芯模最大直径

D、极孔直径d、圆柱段长度Lc、两头的对称曲面封头在轴方向的封头高Le、选择的纤维束纱片（或称为粗纱）宽度b、缠绕容器的耐压设计数p，分别按公式计算以下参数：

缠绕角 α:sinα=

d D 圆柱段单程线转角:θc=

Lctg??3600 ?D 40

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