【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及层间剪切强度确定，特别是涉及一种复合材料层合板层间剪切强度确定方法、系统及设备。
技术介绍
1、纤维增强复合材料层合板凭借出色的比强度和比刚度以及可设计型强，被广泛应用在航空航天、汽车和船舶等领域。热压罐成型工艺是目前应用最广泛的复合材料成型技术，其将单层复合材料置于热压罐中，在真空的状态下通过升温、保温、降温和泄压的手段将其堆叠起来形成层合板，其通过铺层设计往往具有优异的层内性能。然而，层压复合材料层间性能较差，层间易分层，在实际应用中表现为抵抗外物冲击能力弱，因此层间强度是生产与应用中极其重要的性能测试内容。目前普遍常见的纤维增强复合材料层合板层间性能测试主要参考美国材料实验协会制订的实验标准（例如astm d5528和d6671），其要求试样在制备成型过程中提前埋置预制裂纹，而对于成型后的纤维增强复合材料层合板无法通过再尺寸加工等方法满足实验条件的要求，其次实验还需要实时得到载荷、位移以及裂纹扩展长度等参数，人为因素影响较大。同时，这两种测试标准以及部分对其进行改进的方法主要是侧重于层间断裂韧性的测量，同时测量方法或测量装置较为复杂。目前在学界和工业界中，还没有一种能够准确并快捷的测量纤维增强复合材料层合板层间剪切强度的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种复合材料层合板层间剪切强度确定方法、系统及设备，能够提高复合材料层合板层间剪切强度测量的精度和效率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种复合材料层合
4、万能电子实验机、数字图像相关法(digital image correlation, 缩写dic)测量装置、短梁剪切夹持装置和控制模块；
5、所述控制模块分别与所述短梁剪切夹持装置、所述万能电子实验机和dic测量装置链接；
6、所述短梁剪切夹持装置设置于所述万能电子实验机的试验台上；所述短梁剪切夹持装置用于夹持复合材料层合板试样；所述复合材料层合板试样的侧表面设置有多个散斑；
7、所述万能电子实验机用于控制压头向复合材料层合板试样的方向移动对复合材料层合板试样施加压力，获取压头移动不同位移时复合材料层合板试样的应变数据；所述应变数据包括复合材料层合板试样整体所受实验力、复合材料层合板试样中各个点的面外剪应变和复合材料层合板试样中各个点的面外正应变；
8、所述dic测量装置用于基于复合材料层合板试样的侧面图像确定压头移动不同位移时对应复合材料层合板试样的层面应变云图；
9、所述方法包括：
10、获取层面应变云图和压头移动不同位移时复合材料层合板试样的应变数据；
11、基于压头移动不同位移时复合材料层合板试样的应变数据，构建复合材料层合板试样的力-位移曲线；
12、基于层面应变云图和压头移动不同位移时复合材料层合板试样的应变数据确定主导应变；所述主导应变为面外剪应变或面外正应变；
13、读取任一位移对应的层面应变云图中的任一缺陷为当前缺陷；
14、确定与当前缺陷相邻的两个单层为待测相邻单层；
15、基于当前缺陷，构建待测相邻单层的主导应变势差-位移曲线；
16、确定所述主导应变势差-位移曲线中的斜率突变点对应的位移为基准位移；
17、基于力-位移曲线，确定压头移动基准位移时复合材料层合板试样整体所受的实验力为应变临界值；
18、获取主导应变下的剪切模量；
19、确定应变临界值与主导应变下的剪切模量的乘积为待测相邻单层间的剪切强度。
20、可选的，所述基于层面应变云图和压头移动不同位移时复合材料层合板试样的应变数据确定主导应变，包括：
21、令迭代次数i=1；
22、令面外剪应变对应的累积量m=0；
23、令面外正应变对应的累积量n=0；
24、确定为当前位移任一位移为当前位移；
25、读取当前位移对应层面应变云图的缺陷为基准缺陷检测结果；
26、基于当前位移时复合材料层合板试样中各个点的面外剪应变，构建面外剪应变云图；
27、读取当前位移对应面外剪应变云图的缺陷为第一检测结果；
28、确定第一检测结果与基准缺陷检测结果的重合率为第一重合率；
29、基于当前位移时复合材料层合板试样中各个点的面外正应变，构建面外正应变云图；
30、读取当前位移对应面外正应变云图的缺陷为第二检测结果；
31、确定第二检测结果与基准缺陷检测结果的重合率为第二重合率；
32、在第二重合率等于第一重合率时，返回步骤“迭代次数i=1”；
33、在第二重合率大于第一重合率时，令面外正应变对应的累积量n的数值增加1；
34、在第二重合率小于第一重合率时，令面外剪应变对应的累积量m的数值增加1；
35、更新当前位移，令迭代次数i的数值增加1，并返回步骤“读取当前位移对应层面应变云图的缺陷为基准缺陷检测结果”直至迭代次数i达到迭代次数阈值；
36、在面外正应变对应的累积量n大于面外剪应变对应的累积量m时，确定面外正应变为主导应变；
37、在面外正应变对应的累积量n小于或等于面外剪应变对应的累积量m时，确定面外剪应变为主导应变。
38、可选的，基于当前缺陷，构建待测相邻单层的主导应变势差-位移曲线，包括：
39、确定距离当前缺陷中心点正上方预设距离处的点为第一特征点；所述预设距离小于复合材料层合板试样中任一单层的厚度；
40、确定距离当前缺陷中心点正下方预设距离处的点为第二特征点；
41、基于时间戳，获取压头移动不同位移时第一特征点的主导应变；
42、基于时间戳，获取压头移动不同位移时第二特征点的主导应变；
43、确定任一位为当前位移；
44、确定压头移动当前位移时第一特征点的主导应变与第二特征点的主导应变的差值，为压头移动当前位移时待测相邻单层的主导应变势差；
45、以位移为横坐标，以待测相邻单层的主导应变势差为纵坐标，构建待测相邻单层的主导应变势差-位移曲线。
46、可选的，在确定应变临界值与主导应变下的剪切模量的乘积为待测相邻单层间的剪切强度之后，还包括：
47、更新所述待测相邻单层，以更新后的待测相邻单层对应的缺陷为当前缺陷，返回步骤“基于当前缺陷，构建待测相邻单层的主导应变势差-位移曲线”，直至遍历所有相邻单层，得到复合材料层合板试样中任一相邻单层间的剪切强度。
48、一种复合材料层合板层间剪切强度确定系统，包括：
49、应变数据获取模块，用于获取层面应变云图和压头移动不同位移时复合材料层合板试样的应变数据；
50、力-位移曲线本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合材料层合板层间剪切强度确定方法，其特征在于，所述方法应用于一种复合材料层合板层间剪切强度确定装置，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的一种复合材料层合板层间剪切强度确定方法，其特征在于，所述基于层面应变云图和压头移动不同位移时复合材料层合板试样的应变数据确定主导应变，包括：
3.根据权利要求1所述的一种复合材料层合板层间剪切强度确定方法，其特征在于，基于当前缺陷，构建待测相邻单层的主导应变势差-位移曲线，包括：
4.根据权利要求1所述的一种复合材料层合板层间剪切强度确定方法，其特征在于，在确定应变临界值与主导应变下的剪切模量的乘积为待测相邻单层间的剪切强度之后，还包括：
5.一种复合材料层合板层间剪切强度确定系统，其特征在于，包括：
6.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行权利要求1至4中任一项所述的一种复合材料层合板层间剪切强度确定方法。
7.根据权利要求6所述的一种电子设备，其特征在于，所述存储器为可读
...【技术特征摘要】
1.一种复合材料层合板层间剪切强度确定方法，其特征在于，所述方法应用于一种复合材料层合板层间剪切强度确定装置，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的一种复合材料层合板层间剪切强度确定方法，其特征在于，所述基于层面应变云图和压头移动不同位移时复合材料层合板试样的应变数据确定主导应变，包括：
3.根据权利要求1所述的一种复合材料层合板层间剪切强度确定方法，其特征在于，基于当前缺陷，构建待测相邻单层的主导应变势差-位移曲线，包括：
4.根据权利要求1所述的一种复合材...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋通，张赛，孟宪明，朱向雷，吴志新，曹兴枫，任鹏飞，郑鑫福，李涛，吴晓重，郑崇嵩，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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