本发明涉及复合材料性能测试技术领域，更具体地说，涉及一种风电用拉挤板结合强度测试样条。本发明还涉及一种制作方法，用以加工上述风电用拉挤板结合强度测试样条。
背景技术：
碳纤维叶片和玻璃纤维叶片大梁的制造方式大多采用灌注法完成。灌注过程中的增强体通常以织物为主，近年逐渐发展出以一定厚度的拉挤板材代替织物，然而，已经成型固化的拉挤板材仅靠树脂黏结其强度和疲劳性能都难以得到保证，在成型过程中会在拉挤板材层与层之间铺上织物，以达到拉挤板材之间的完美结合。
拉挤板材的抗疲劳性能以及与拉挤板材之间的结合强度直接影响拉挤片材灌注成型叶片的使用寿命。
纤维增强树脂基复合材料的界面结合强度(界面强度)一般都是通过复合材料的90°拉伸强度、45°拉伸剪切强度和层间剪切强度来进行表征，这些表征方法都主要是基于纤维或织物进行的，对样条的尺寸都有详细的要求。与层压板相比，风电叶片用拉挤板材的厚度偏厚，板材的拉伸和层间剪切强度可以通过板材切割制样完成，但很难采用这种方法表征两块板材间的结合强度。
因此，如何设计一种可以有效地表征拉挤板材间的结合强度的测试样条，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种风电用拉挤板结合强度测试样条，其结构简单、尺寸精确，不易产生应力集中，可以有效的表征拉挤板材间的结合强度。本发明的另一目的是提供一种用以加工上述风电用拉挤板结合强度测试样条的制作方法。
本发明提供一种风电用拉挤板结合强度测试样条及其制作方法，包括下层拉挤板、铺放至所述下层拉挤板底部的下层织物、上层拉挤板和铺放至所述上层拉挤板顶面的上层织物；所述上层拉挤板与所述下层拉挤板上下重叠且侧面对齐设置，重合面铺设结合层织物，经灌注获得二次成型板材，经切割制成样条本体，所述样条本体的所述上层拉挤板及所述下层拉挤板分别设有第一沟槽和第二沟槽，两沟槽之间的所述上层拉挤板与所述下层拉挤板的结合区域为测试区域，所述第一沟槽和所述第二沟槽的宽度均为2.0mm～4.0mm，且深度为所述上层织物与所述上层拉挤板或所述下层拉挤板与所述下层织物的厚度之和，且所述第一沟槽和所述第二沟槽的尺寸相同。
优选的，所述测试区域的长度尺寸为12.5mm，宽度尺寸为10mm～25mm。
优选的，所述上层织物、所述下层织物和所述结合层织物为双轴向织物或者方格织物。
优选的，所述上层织物、所述下层织物和所述结合层织物的单位面积克重为200-800g/m2。
优选的，所述上层织物、所述下层织物和所述结合层织物灌注后的单层厚度为0.2mm～0.4mm。
本发明还提供一种风电用拉挤板结合强度测试样条的制作方法，包括：
拉挤板材去掉脱模布后按预设尺寸材裁制成上层拉挤板和下层拉挤板；
依次铺设下层脱模布、下层织物、下层拉挤板、结合层织物、上层拉挤板、上层织物、上层脱模布；
灌注成型得到二次成型板材；
将二次成型板材固定在切割设备上，依次切割出第一沟槽和第二沟槽，并保证两沟槽深度相同；
将二次成型板材切割制成样条本体。
优选的，所述拉挤板材平行铺放，上下两层拉挤板材的板缝重合。
优选的，所述测试区域的长度为12.5mm，所述第一沟槽和所述第二沟槽的宽度为2mm。
优选的，所述样条本体的总长度为200mm，宽度为10mm～25mm。
与上述背景技术相比，本发明所提供的风电用拉挤板结合强度测试样条，测试样条上下表面分别开设有宽度均为2.0mm～4.0mm、深度为上层织物与上层拉挤板或下层拉挤板与下层织物的总厚度的第一沟槽及第二沟槽，本发明有效地表征了风电叶片用拉挤板材与织物的结合强度，测试样条的沟槽深度精确，保证了测试结果的有效性和可对比性；织物的选择范围宽，为拉挤板材在实际使用中提供了可靠依据；用于切割样条的拉挤板材的二次成型方法与板材后续应用工艺相似，测试结果与拉挤板材的后续使用相关性高，其结构简单、尺寸精确，不易产生应力集中，可以有效且快速地表征拉挤板材间的结合强度。
本发明还提供一种风电用拉挤板结合强度测试样条的制作方法，实施步骤简单，加工方便，制作获得的测试样条可以用于测量拉挤板材结合强度，测试精准且测试效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的风电用拉挤板结合强度测试样条的示意图；
图2为图1中a部位的放大图；
图3为图1的左视图；
图4为本发明所提供的风电用拉挤板结合强度测试样条处于灌注过程的示意图；
图5为图4中厚度方向铺层示意图。
其中，1-上层织物、2-上层拉挤板、3-结合层织物、4-下层拉挤板、5-下层织物、6-第一沟槽、7-第二沟槽、8-脱模布、9-第一导流管、10-第二导流管。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种风电用拉挤板结合强度测试样条，解决了传统复合材料的测试方法难以直接表征板材间结合强度的技术问题。
需要说明的是，本文中出现的方位词“上、下、横、纵”方向指的是图1中的上、下、横、纵方向。本文中出现的方位词均是以本领域技术人员的习惯用法以及说明书附图为基准而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图5，图1为本发明所提供的风电用拉挤板结合强度测试样条的示意图；图2为图1中a部位的放大图；图3为图1的左视图；图4为本发明所提供的风电用拉挤板结合强度测试样条处于灌注过程的示意图；图5为图4中厚度方向铺层示意图。
本发明提供一种风电用拉挤板结合强度测试样条，包括上层织物1、上层拉挤板2、结合层织物3、下层拉挤板4和下层织物5，上层织物1铺设于上层拉挤板2的整个上表面，上层拉挤板2与下层拉挤板4上下重叠且侧面对齐设置，经灌注获得二次成型板材，按照要求将二次成型板材切割获得样条本体，样条本体的上层拉挤板2及下层拉挤板4分别设有第一沟槽6和第二沟槽7，两沟槽之间为测试区域，第一沟槽6和第二沟槽7的尺寸相同，宽度均为2.0mm～4.0mm，深度为上层织物1与上层拉挤板2或下层拉挤板4与下层织物5的厚度之和。
也就是说，上层织物1、上层拉挤板2、结合层织物3、下层拉挤板4和下层织物5按图2、图3和图5所示顺序铺层，然后，放置于加热平台上，在其两侧分别设置第一导流管9和第二导流管10，利用真空膜将其包裹覆盖，形成密封环境，一侧的第一导流管9的管口端通入树脂容器中，另一侧的第二导流管10的管口端连接真空泵，启动真空泵，树脂灌注于真空膜内并浸入至各层织物中，经固化形成图1～3所示的二次成型板材，二次成型板材首先在上下表面分别切割出第一沟槽6和第二沟槽7后，然后加工得到矩形测试样条，测试样条上的两处沟槽均沿拉挤板材纤维90°方向切割，宽度为2mm～4mm，深度为5.20mm～5.80mm，两处沟槽的深度需要刚好穿过中间的结合层织物3，但不能破坏下层拉挤板4，并且保证第一沟槽6和第二沟槽7的尺寸相同。
上述测试样条的总长度为200mm，测试样条中测试区域的长度为沿拉挤板材纤维0°方向的尺寸，测试区域的长度为12.5mm，其宽度为沿拉挤板材纤维90°方向的尺寸，宽度尺寸为10mm～25mm。
上述上层织物1、下层织物5和结合层织物3为双轴向织物或者方格织物，上层织物1、下层织物5和结合层织物3的单位面积克重为200-800g/m2，并且应保证上层织物1、下层织物5和结合层织物3灌注后的单层厚度为0.2mm～0.4mm。
需要说明的是，上层拉挤板2、下层拉挤板4和各层织物在使用前，可以根据需要对其进行加热除湿，拉挤板材平行铺放，上下两层拉挤板材的板缝重合。
本申请还提供了一种风电用拉挤板结合强度测试样条的制作方法，包括：制备二次成型板材、切割第一沟槽6、第二沟槽7以及切割测试样条，其中，在二次成型板材制备环节，执行如下步骤；
去掉脱模布8后按照预设尺寸预先裁截制成上层拉挤板2和下层拉挤板4；
依次铺设下层脱模布-下层织物5-下层拉挤板4-结合层织物3-上层拉挤板2材-上层织物1-上层脱模布；
灌注成型得到二次成型板材，灌注成型得到的二次成型板材的厚度为2h+3×h2，h为拉挤板材厚度；h2为各层织物的厚度，范围为0.2mm～0.4mm；
在第一沟槽6及第二沟槽7切割过程中，具体执行如下步骤：
将二次成型板材固定在切割设备上，在上层拉挤板2的上下表面及下层拉挤板4的下表面沿板材内纤维90°方向依次切割出第一沟槽6和第二沟槽7，并保证两沟槽深度相同，沟槽的深度尺寸为h，h＝h+2×h2，两沟槽的宽度为2mm，切割距离为测试区域的长度为12.5mm；
在样条本体的切割中，以两沟槽之间区域为参照大体对称地进行切割，应保证测试样条的总长度为200mm，将已经加工出沟槽的二次成型板材，进一步切割成测试样条，测试样条的总长度为200mm，测试样条的宽度，也即测试区域的宽度为10mm～25mm。
测试时，测试样条两端的夹持长度均为50mm，测试过程中的加载速度为1mm/min，测试样条的结合强度按以下公式进行计算：
本发明针对传统板材间的板材与织物结合强度难以表征的问题，考虑到拉挤板材最终是通过灌注成型方法应用到风电叶片中，因此设计出采用相同的成型方法、相似工艺来制备用于板材间结合强度测试样条的板材，结合拉挤板材在后道工序的应用需求，采用灌注法实现二次成型，经过切割制备出可以直接表征板材与织物的结合强度，实施过程简单，测试稳定、精准，可快速判断板材与织物的结合强度。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的风电用拉挤板结合强度测试样条及其制作方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
1.一种风电用拉挤板结合强度测试样条，其特征在于，包括下层拉挤板(4)、铺放至所述下层拉挤板(4)底部的下层织物(5)、上层拉挤板(2)和铺放至所述上层拉挤板(2)顶面的上层织物(1)；所述上层拉挤板(2)与所述下层拉挤板(4)上下重叠且侧面对齐设置，重合面铺设结合层织物(3)，经灌注获得二次成型板材，切割制成样条本体，所述样条本体的所述上层拉挤板(2)及所述下层拉挤板(4)分别设有第一沟槽(6)和第二沟槽(7)，两沟槽之间的所述上层拉挤板(2)与所述下层拉挤板(4)的结合区域为测试区域，所述第一沟槽(6)和所述第二沟槽(7)的宽度均为2.0mm～4.0mm，且深度为所述上层织物(1)与所述上层拉挤板(2)或所述下层拉挤板(4)与所述下层织物(5)的厚度之和，且所述第一沟槽(6)和所述第二沟槽(7)的尺寸相同。
2.根据权利要求1所述的风电用拉挤板结合强度测试样条，其特征在于，所述测试区域的长度尺寸为12.5mm，宽度尺寸为10mm～25mm。
3.根据权利要求2所述的风电用拉挤板结合强度测试样条，其特征在于，所述上层织物(1)、所述下层织物(5)和所述结合层织物(3)为双轴向织物或者方格织物。
4.根据权利要求3所述的风电用拉挤板结合强度测试样条，其特征在于，所述上层织物(1)、所述下层织物(5)和所述结合层织物(3)的单位面积克重为200-800g/m2。
5.根据权利要求1～4任一项所述的风电用拉挤板结合强度测试样条，其特征在于，所述上层织物(1)、所述下层织物(5)和所述结合层织物(3)灌注后的单层厚度为0.2mm～0.4mm。
6.一种风电用拉挤板结合强度测试样条的制作方法，其特征在于，包括：
拉挤板材去掉脱模布(8)后按预设尺寸材裁制成上层拉挤板(2)和下层拉挤板(4)；
依次铺设下层脱模布、下层织物(5)、下层拉挤板(4)、结合层织物(3)、上层拉挤板(2)、上层织物(1)、上层脱模布；
灌注成型得到二次成型板材；
将二次成型板材固定在切割设备上，依次切割出第一沟槽(6)和第二沟槽(7)，并保证两沟槽深度相同；
将二次成型板材切割制成样条本体。
7.根据权利要求6所述的风电用拉挤板结合强度测试样条的制作方法，其特征在于，所述拉挤板材平行铺放，上下两层拉挤板材的板缝重合。
8.根据权利要求7所述的风电用拉挤板结合强度测试样条的制作方法，其特征在于，测试区域的长度为12.5mm，所述第一沟槽(6)和所述第二沟槽(7)的宽度为2mm。
9.根据权利要求8所述的风电用拉挤板结合强度测试样条的制作方法，其特征在于，所述样条本体的总长度为200mm，宽度为10mm～25mm。
技术总结