[发明专利]一种连续纤维束轴向稳态渗透率的测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及树脂基纤维增强复合材料液体成型技术领域，具体为一种连续纤维束轴向稳态渗透率的测量装置及测量方法。

背景技术

渗透率是表征压力作用下流体在多孔介质中流动难易程度的参数，渗透率越大表示多孔介质对流体的流动阻力越小。采用RTM注射成型或其它液体成型技术沿纤维轴向注射连续纤维增强预成型体的过程中，轴向渗透率是决定其流动速度的关键参数。

轴向渗透率分为轴向稳态渗透率和轴向瞬态渗透率。目前，纤维束的轴向稳态渗透率都是在平板模具中进行测量的。该方法是将纤维束放入平板模具内并计算该纤维增强体的孔隙率，通过单向注射实验测量纤维束的渗透率，用该渗透率表示一定孔隙率下纤维束的轴向稳态渗透率。由于纤维束在平板模具内铺放不均，尤其在模具边缘处，纤维增强体的孔隙率高、树脂流动快，即边缘效应。边缘效应将导致所测得的渗透率比实际值偏大。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术中存在边缘效应的问题，本发明提出了一种连续纤维束轴向稳态渗透率的测量装置及测量方法，用于测量不同注射压力下同等孔隙率纤维束的渗透率以及相同压力下不同孔隙率纤维束的渗透率。

技术方案

本发明通过气罐给纤维束渗透率测量提供一定的压力，通过测量完全浸润后的纤维束在一定时间内流出的液体质量来计算纤维束的渗透率。

本发明的技术方案为：

所述一种连续纤维束轴向稳态渗透率的测量装置，其特征在于：包括气罐、压力阀、注射器、塑料短管和纤维束夹紧管；气罐出口密封连接压力阀进口；压力阀出口密封连接三通的水平端口，三通的另一水平端口与塑料短管一端密封连接，三通的竖直端口与注射器出口密封连接；塑料短管另一端内插入有纤维束夹紧管，且塑料短管与纤维束夹紧管过盈配合；液体存储在注射器内；纤维束夹紧管内插入有纤维束；纤维束夹紧管为刚性非渗透管；纤维束夹紧管出口有盛接液体的容器。

所述一种连续纤维束轴向稳态渗透率的测量装置，其特征在于：包括粗精度压力阀和高精度压力阀；粗精度压力阀和高精度压力阀密封串联；气罐出口密封连接粗精度压力阀进口，高精度压力阀出口密封连接三通的水平端口。

所述一种连续纤维束轴向稳态渗透率的测量装置，其特征在于：纤维束夹紧管采用树脂和玻璃管制成，纤维束夹紧管外圈为树脂，内圈为玻璃管，玻璃管内嵌在树脂内。

所述一种连续纤维束轴向稳态渗透率的测量装置，其特征在于：纤维束夹紧管内纤维束的纤维密度介于40%～70%之间。

所述一种连续纤维束轴向稳态渗透率的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：打开注射器阀门，存储在注射器内的液体受自身重力作用进入塑料短管内；而后关闭注射器阀门；

步骤2：打开气罐，调节压力阀，使塑料短管内的液体浸润纤维束夹紧管内纤维束，当纤维束夹紧管出口有液体流出时，认为液体完全浸润纤维束；

步骤3：在液体完全浸润纤维束后，称量t时间内从纤维束夹紧管出口流出的液体的质量m，由公式

k=mηϵLcρtsP]]>以及k0=Df216kϵ3(1-ϵ)2]]>