一种用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件及其制备方法与流程

1.本发明属于实验固体力学测试和复合材料力学性能测试技术领域，尤其涉及一种用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件及其制备方法。


背景技术：

2.复合材料的试验固体力学、性能测试等方面已经得到了重要的研究应用。其中橡胶复合材料是指以帘线(聚酯、尼龙、人造丝、碳纤维等)为增强相、橡胶为基体的复合材料。它除具有一般复合材料的特点外，还具有粘弹性、大变形、高模量比等特性，是柔性复合材料的典型代表。随着橡胶复合材料粘接试验件的制备方法的发展，传统试验件制备方法的不足也逐渐显现出来：由于粘接试验件质量不良直接影响测试结果，因此，很难真实反映橡胶复合材料粘接试验件的力学性能。此缺点很大程度上影响了橡胶复合材料粘接试验件制备方面的发展及其在工程应用的拓展。
3.亟待开发一种新的橡胶复合材料粘接试验件，从而能更准确的表征橡胶复合材料粘接试验件的力学性能，提高力学性能测试试验的成功率。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件及其制备方法，该试验件更能模拟发动机壳体结构，实际反应发动机壳体结构的拉伸剪切性能。
5.本发明提供了一种用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件，包括依次设置的第一缠绕碳纤维复合材料层、绝热橡胶片层和第二缠绕碳纤维复合材料层；
6.各层之间采用胶黏剂粘结。
7.参见图1，其中，1为第一缠绕碳纤维复合材料层，2为绝热橡胶片层和3为第二缠绕碳纤维复合材料层。
8.本发明提供的试验件为碳纤维复合材料层加橡胶层加碳纤维复合材料层的夹层结构，类似于三明治结构，包括第一缠绕碳纤维复合材料层和第二缠绕碳纤维复合材料层；所述第一缠绕碳纤维复合材料层和第二缠绕碳纤维复合材料层采用的碳纤维独立地选自t700级碳纤维或t800级碳纤维。它们均采用湿法缠绕制得，保证固化完成后，缠绕板平整、无翘曲，能够准确地控制产品质量，产品气密性好，且生产效率高。
9.所述绝热橡胶片层为三元乙丙类橡胶(epdm)片层。
10.在本发明中，所述第一缠绕碳纤维复合材料层和第二缠绕碳纤维复合材料层的厚度均为1～10mm；所述绝热橡胶片层的厚度为1～10mm；所述胶黏剂的厚度为0.1～0.2mm。具体实施例中，所述第一缠绕碳纤维复合材料层和第二缠绕碳纤维复合材料层的厚度均为1.5～3.0mm。
11.本发明提供的试验件强度高、硬度高，属于较难切削加工的材料，会加快刀具的磨
损，降低其使用寿命，并且由于其具有各向异性、层间的强度较低，在切削加工的时候容易导致出现缺陷，故机械加工采用高速切削技术，用较高的切削速度对工件进行切削，其具有切削力小，工件热变形小，材料切除率高，工艺系统振动小，减少了毛刺、纤维撕裂、分层、崩边等加工缺陷的产生，保证了试验件的加工质量。
12.本发明提供了一种上述技术方案所述用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件的制备方法，包括以下步骤：
13.将浸胶的第一碳纤维缠绕至芯模上，得到第一缠绕碳纤维复合材料层；
14.将预处理后的绝热橡胶片表面刷胶，粘贴至所述第一缠绕碳纤维材料层；
15.再将浸胶的第二碳纤维缠绕至绝热橡胶片表面，固化，裁剪，得到用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件。
16.具体的，上述用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件的制备方法，包括以下步骤：
17.将浸胶的第一碳纤维缠绕至芯模上，得到第一缠绕碳纤维复合材料层；
18.将预处理后的绝热橡胶片表面刷胶，粘贴至所述第一缠绕碳纤维复合材料层；
19.再将浸胶的第二碳纤维缠绕至绝热橡胶片表面，固化，裁剪，得到试验件。
20.本发明中所述固化是将整体三明治结构放进带有加热功能的压力机中进行。
21.本发明将芯模侧面纤维进行裁剪，得到正反两面两块橡胶复合材料三明治结构的试验件。
22.本发明根据设计要求进行湿法缠绕，达到设计碳纤维层数后，将两片绝热橡胶片平铺在缠绕层上固定、并涂刷胶黏剂进行粘接。然后继续湿法缠绕，缠绕至设计碳纤维层数后，放入带有加热功能的压力机中进行固化成型，通过金属块控制三明治结构缠绕板总厚度，达到设计尺寸。缠绕过程中采用的芯模及工装工具及缠绕装置示意图，分别参见图2和图3。
23.本发明将第一碳纤维缠绕至芯模上后，得到第一缠绕碳纤维材料层。
24.在本发明中，所述固化的过程包括：
25.逐渐升压至2mpa，并一直保持2mpa压力，同时升温至75℃，保温55～65min；再以0.8～1.2℃/min的升温速率升温至150～160℃，保温170～190min，冷却至室温，卸压。
26.本发明中所述浸胶后的第一碳纤维缠绕至芯模具体包括：
27.将纱团分纱后通过分张力传感器，纱线经梳理后浸胶，再次测定纱线张力，通过丝嘴后开始缠绕，通过芯模的转动及与纱线角度的配合，得到第一缠绕碳纤维复合材料层。
28.本发明缠绕前，首先调整好整个纱路，纤维充分展开、无拉缝，带距符合设计要求，纱带含胶量控制稳定；在本发明具体实施例中，碳纤维选自t700，则纵向和环向带距均为6.2mm；t800纵向带距为8.8mm，环向带距为8.2mm；浸胶采用的胶为本领域技术人员熟知的环氧胶，具体实施例中，采用tde-85环氧树脂胶，混合芳香胺类固化剂；所述纱线经梳理后浸胶的胶量为28
±
2wt％。
29.缠绕过程中无滑纱、无毛纱、无接纱纱头，纵向缠绕角满足设计要求。所述纵向缠绕角的角度范围为15～30
°
；具体实施例中，若碳纤维选自t700，则纵向缠绕角为23.5
°
，若碳纤维选自t800，则纵向缠绕角为19.5
°
。固化过程中保证固化完成后，缠绕板平整、无翘曲，进行缠绕板质量检验，包括厚度尺寸、重量、外观、有无脱粘、含胶量计算。
30.在本发明中，若碳纤维选自t700级，所述缠绕包括：
31.第一层缠绕方向是88
°
～93
°
，两纱线之间纵向和环向带距均为(6.0～6.5)mm，从芯模一端缠绕到另外一端即完成(88
°
～93
°
)层缠绕，张力为(95～105)n，此为1环；再缠绕-23.0
°
～-24.0
°
和+23.0
°
～+24.0
°
，张力为(95～105)n，此为1纵；再缠绕两层88
°
～93
°
，张力为(95～105)n，此为2环、3环；再接着缠绕-23.0
°
～-24.0
°
和+23.0
°
～+24.0
°
，张力均为(95～105)n，此为2纵，1环至2纵之间张力均为(95～105)n；再缠绕两层88
°
～93
°
，此为4环、5环，再缠绕-23.0
°
～-24.0
°
和+23.0
°
～+24.0
°
，此为3纵，再缠绕一层88
°
～93
°
，此为6环，4环至6环之间张力均为(80～90)n，以上完成第一缠绕碳纤维复合材料层缠绕，然后粘接橡胶层，第二缠绕碳纤维复合材料层为对称缠绕。
32.在本发明具体实施例中，所述缠绕具体包括：
33.第一层缠绕方向是90
°
，两纱线之间纵向和环向带距均为6.2mm，从芯模一端缠绕到另外一端即完成90
°
层缠绕，此为1环；再缠绕-23.5
°
和+23.5
°
，张力为100n，此为1纵；再缠绕两层90
°
，张力为100n，此为2环、3环；再接着缠绕-23.5
°
和+23.5
°
，张力均为100n，此为2纵，1环至2纵之间张力均为100n；再缠绕两层90
°
，此为4环、5环，再缠绕-23.5
°
和+23.5
°
，此为3纵；再缠绕一层90
°
，此为6环，4环至6环之间张力均为85n，以上完成第一缠绕碳纤维复合材料层缠绕，然后粘接橡胶层，第二缠绕碳纤维复合材料层为对称缠绕。
34.在本发明中，若碳纤维选自t800级，所述缠绕包括：
35.第一层缠绕方向是88
°
～93
°
，两纱线之间纵向带距为(8.5～9.0)mm，环向带距为(8.0～8.5)mm，从芯模一端缠绕到另外一端即完成(88
°
～93
°
)层缠绕，此为1环；再缠绕-19.0
°
～-20.0
°
和+19.0
°
～+20.0
°
，张力为(95～105)n，，此为1纵；再缠绕两层88
°
～93
°
，张力为(95～105)n，此为2环、3环；再接着缠绕-19.0
°
～-20.0
°
和+19.0
°
～+20.0
°
，张力均为(95～105)n，此为2纵，1环至2纵之间张力均为(95～105)n；再缠绕两层88
°
～93
°
，此为4环、5环，再缠绕-19.0
°
～-20.0
°
和+19.0
°
～+20.0
°
，此为3纵，再缠绕一层88
°
～93
°
，此为6环，4环至6环之间张力均为(80～90)n，以上完成第一缠绕碳纤维复合材料层缠绕，然后粘接橡胶层，第二缠绕碳纤维复合材料层为对称缠绕。
36.在本发明具体实施例中，所述缠绕具体包括：
37.第一层缠绕方向是90
°
，两纱线之间纵向带距为8.8mm，环向带距为8.2mm，从芯模一端缠绕到另外一端即完成90
°
层缠绕，此为1环；再缠绕-19.5
°
和+19.5
°
，张力为100n，此为1纵；再缠绕两层90
°
，张力为100n，此为2环、3环；再接着缠绕-19.5
°
和+19.5
°
，张力均为100n，此为2纵，1环至2纵之间张力均为100n；再缠绕两层90
°
，此为4环、5环，再缠绕-19.5
°
和+19.5
°
，此为3纵；再缠绕一层90
°
，此为6环，4环至6环之间张力均为85n，以上完成第一缠绕碳纤维复合材料层缠绕，然后粘接橡胶层，第二缠绕碳纤维复合材料层为对称缠绕环；
38.本发明准各向异性铺层保障固化时平板件(试验件)不发生翘曲的原理或措施：主要是工艺过程中台阶式升温，并一直保持压力不变，即在固化过程中，压机压力以0逐渐升压至2mpa，并一直保持2mp压力，升压值逐步增加，升温结束后，待产品完全冷却后进行切割，此种固化方法下，产品不会发生翘曲。
39.本发明制备的试验件的工艺流程为：绝热橡胶片材料预处理
→
缠绕模具准备
→
底层纤维缠绕
→
橡胶表面刷胶
→
粘贴绝热橡胶片
→
上层纤维缠绕
→
复材固化及橡胶硫化
→
裁剪。
40.所述试验件的具体的制备过程包括：
41.制备两块一样厚度的橡胶层，然后通过打磨处理备用；
42.纱团先进行分纱再通过分张力传感器，分张力传感器可以测定通过的纱线张力大小，以保证张力大小合适，纱线再通过纱辊及梳子对纱线进行梳理，梳理后的纱线开始浸胶，浸胶过后再次通过总张力传感器测定此时的纱线张力，保证张力大小合适，通过丝嘴后到达缠绕装置处，通过芯模的转动及与纱线角度的配合完成缠绕碳纤维材料层的制备，确定缠绕碳纤维材料层单边层数；再将事先准备好的两块橡胶层双面刷胶黏剂分别放在已经缠绕好的芯子正反两面复合材料层上，用夹子分别固定在芯模上，保证不翘曲；
43.再用同样的方法对称缠绕另外一侧的复合材料层，碳纤维层数同先前制备的碳纤维材料层数相同，完成复合材料层加橡胶层加复合材料层的三明治结构的制备，裁剪芯模侧面纤维，得到正反两面两块橡胶复合材料三明治结构的试验件。
44.发动机壳体的结构形式是一层缠绕碳纤维复合材料层粘接一层绝热橡胶层。测试发动机壳体的拉伸剪切性能可以完全按照壳体制备工艺过程制备两层平板来加工拉伸剪切试验件，即一层缠绕碳纤维复合材料层粘接一层绝热橡胶层制备出来的平板，但因其一侧是已经固化的橡胶层，而橡胶层很脆，直接夹持到试验机上则会直接碎掉，不能测试其拉伸剪切性能。若是在橡胶层的另外一侧再粘接一层金属板，方便试验机夹持，以此测出来的拉伸剪切性能来模拟发动机壳体的拉伸剪切性能。由于此结构一侧为金属件，当破坏模式为金属与橡胶粘接部位的时候，不是发动机壳体本身材料的破坏，所以不能真实的模拟发动机壳体的拉伸剪切有效破坏模式。而本专利完全按照发动机壳体的缠绕工艺对称缠绕两个复合材料层并中间粘接橡胶层，保证每一个工艺步骤都与制备发动机壳体的方法相同，最真实的反应发动机壳体的拉伸剪切性能。且本专利制备的复合材料层加橡胶层加复合材料层的破坏模式分为橡胶层的内聚破坏和被粘物复合材料层的破坏还有以上两个部位的混合破坏形式，不管是哪种破坏模式都是发动机壳体本身材料部位的破坏，申请人认为都是模拟发动机壳体拉伸剪切性能的有效真实的破坏模式，都是可以被接受的。
45.本发明采用电子万能试验机进行拉伸剪切试验测试；主要参考gb13936-92和gb12830-2008和q/avic 06197-2015进行，前两个标准主要参考试样形式、拉伸剪切速率和计算公式，最后一个集团标准主要是参考了其对破坏模式的描述形式。q/avic 06197-2015为集团标准，名称为“聚合物基复合材料胶接搭接拉伸剪切强度试验方法”，其破坏模式及其描述如图4所示。在本专利中申请人认为内聚破坏和被粘物(第一缠绕碳纤维复合材料层和第二缠绕碳纤维复合材料层)破坏及混合破坏模式都是可接受的有效破坏模式。
46.图5～图7为破坏模式示意图；三种破坏模式都能够真实的反应发动机壳体的拉伸剪切性能的破坏，所以，以上三种破坏模式都是可接受的有效的破坏模式。
47.本发明提供的试验件模拟发动机壳体实际结构，壳体实际结构为两层，但是两层结构的橡胶材料部分无法夹持，不能做拉伸剪切试验，无法得到相关数据。本发明提供的碳纤维层加橡胶层加碳纤维层的三明治的结构用直接缠绕的制备方法是首创。该专利制备工艺复杂，制备板子过程需要较长时间；制备第二层缠绕复合材料层时需要大量碳纤维材料，成本较高；制备平板过程中对工艺的要求较高，若工艺控制不好容易导致三明治结构平板翘曲，从而在拉伸剪切试验中引入其他应力，不能真实反应发动机壳体结构的拉伸剪切性能。
48.本发明提供了一种用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件，包括依次设置的第一缠绕碳纤维复合材料层、绝热橡胶片层和第二缠绕碳纤维复合材料层；各层之间采用胶黏剂粘结。该试验件能模拟发动机壳体结构。该试验件采用湿法缠绕制得，保证固化完成后，缠绕板平整、无翘曲，能够准确地控制产品质量，产品气密性好，且生产效率高。
附图说明
49.图1为本发明粘接试验件的结构示意图；
50.图2为芯模及工装夹具示意图；
51.图3为缠绕装置示意图；
52.图4为试样破坏类型描述；
53.图5为混合破坏(有内聚破坏也有被粘物破坏)示意图；
54.图6为内聚破坏示意图；
55.图7为被粘物破坏示意图。
具体实施方式
56.为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
57.实施例1(t700级碳纤维三明治结构制备)
58.首先是制备两块三元乙丙类橡胶(epdm)层，厚度均为1.6mm，然后通过打磨处理备用。
59.缠绕层数为90
°
/23.5
°
/902°
/23.5
°
/902°
/23.5
°
/90
°
/epdm/90
°
/23.5
°
/902°
/23.5
°
/902°
/23.5
°
/90
°
，t700级(牌号为ccf700s)碳纤维两个纱团每个纱团是12k纤维，先进行分纱再通过分张力传感器，第一次缠绕的张力为100n(环向就是90
°
方向，纵向就是
±
23.5
°
)，分张力传感器可以测定通过的纱线张力大小，以保证张力大小合适，纱线再通过纱辊及梳子对纱线进行梳理，梳理后的纱线开始浸胶tde-85环氧树脂胶，浸胶过后再次通过总张力传感器测定此时的纱线张力也应为100n，保证张力大小合适通过丝嘴后到达缠绕装置处，通过芯模的转动及与纱线角度的配合完成缠绕复合材料层的制备，第一层缠绕方向是90
°
，两纱线之间纵向和环向带距均为6.2mm，从芯模一端缠绕到另外一端即完成90
°
层缠绕，此为1环。再缠绕-23.5
°
和+23.5
°
，张力为100n，此为1纵。再缠绕两层90
°
，张力为100n，此为2环、3环。再接着缠绕-23.5
°
和+23.5
°
，张力均为100n，此为2纵，1环至2纵之间张力都是100n。再缠绕两层90
°
，此为4环、5环，再缠绕-23.5
°
和+23.5
°
，此为3纵，再缠绕一层90
°
，此为6环，4环至6环之间张力均为85n，以上为完成第一缠绕碳纤维复合材料层。缠绕后将事先准备好的两块橡胶层双面刷氯丁胶胶黏剂放在已经缠绕好的芯模的正反面复合材料层板上，用夹子分别固定在芯模上，保证不翘曲。再用同样的方法对称缠绕另外一侧的复合材料层，缠绕角度以次为单层90
°
，
±
19.5
°
，90
°
两层，
±
19.5
°
，此即为1环到2纵，期间张力值为100n。再依次缠绕两层90
°
，
±
19.5
°
，单层90
°
，此即为4环到6环，期间张力为85n，以上为完成第二缠绕碳纤维复合材料层。对缠绕完的碳纤维层加橡胶层加碳纤维层的三明治结构
放入带有加热功能的压力机中，同时加热和加压，压力值是0～2mpa逐渐加压，至2mpa后保持压力不变，同时温度由室温升温至75℃，保温1小时，2mpa压力不变。再升温至155℃，升温速率1℃/min，保温时间3小时，压力2mpa依然保持不变。自然冷却到室温后，再卸下压力。利用金属块保证三明治结构总厚度为设计需要厚度，至此完成复合材料层加橡胶层再加复合材料层的三明治结构的制备，裁剪芯模侧面纤维，得到正反两面两块橡胶复合材料三明治结构试验件。
60.本发明对实施例1制备的试验件进行拉伸剪切性能测试，在不同试验速率下：50mm/min、75mm/min和100mm/min；以及不同温度下：室温(23℃)、-55℃和85℃；结果见表1和表2：
61.表1ccf700s/tde-85碳纤维复合材料/三元乙丙橡胶试验件室温下在不同试验速率下拉伸剪切试验数据
62.[0063][0064]
表2ccf700s/tde-85碳纤维复合材料/三元乙丙橡胶试验件低温和高温下在不同试验速率下拉伸剪切试验数
[0065]
[0066][0067]
实施例2：(t800级碳纤维三明治结构制备)
[0068]
首先是制备两块三元乙丙类橡胶层，厚度均为2.6mm，然后通过打磨处理备用。
[0069]
缠绕层数为90
°
/19.5
°
/902°
(表示连续两层90
°
)/19.5
°
/902°
/19.5
°
/90
°
/epdm/90
°
/19.5
°
/902°
/19.5
°
/902°
/19.5
°
/90
°
，t800级碳纤维(牌号hf40s)四个纱团每个纱团是12k纤维，先进行分纱再通过分张力传感器，第一次缠绕的张力为100n(环向就是90
°
方向，纵向就是
±
19.5
°
)，分张力传感器可以测定通过的纱线张力大小，以保证张力大小合适，纱线再通过纱辊及梳子对纱线进行梳理，梳理后的纱线开始浸胶(tde-85环氧树脂胶)，浸胶过后再次通过总张力传感器测定此时的纱线张力也应为100n，保证张力大小合适通过丝嘴后到达缠绕装置处，通过芯模的转动及与纱线角度的配合完成缠绕复合材料层的制备，第一层缠绕方向是90
°
，纵向带距为8.8mm，环向带距为8.2mm，从芯模一端缠绕到另外一端即完成90
°
层缠绕，此为1环。再缠绕-19.5
°
和+19.5
°
，张力为100n，此为1纵。再缠绕两层90
°
，张力为100n，此为2环、3环。再接着缠绕-19.5
°
和+19.5
°
，张力均为100n，此为2纵，1环至2纵之间张力都是100n。再缠绕两层90
°
，此为4环、5环，再缠绕-19.5
°
和+19.5
°
此为3纵，再缠绕一层90
°
，此为6环，4环至6环之间张力均为85n，以上为完成第一缠绕碳纤维复合材料层。将事先准备好的两块橡胶层双面刷氯丁胶胶黏剂放在已经缠绕好的芯模的正反面复合材料层板上，用夹子分别固定在芯模上，保证不翘曲。再用同样的方法对称缠绕另外一侧的复合材料层，缠绕角度以次为单层90
°
，
±
19.5
°
，90
°
两层，
±
19.5
°
，此即为1环到2纵，期间张力值为100n。再依次缠绕两层90
°
，
±
19.5
°
，单层90
°
，此即为4环到6环，期间张力为85n，以上为完成第二缠绕碳纤维复合材料层。对缠绕完的碳纤维层加橡胶层加碳纤维层的三明治结构放入带加热功能的压力机中，同时加热和加压，压力值是0～2mpa逐渐加压，至2mpa后保持压力不变，同时温度由室温升温至75℃，保温1小时，2mpa压力不变。再升温至155℃，升温速率1℃/min，保温时间3小时，压力2mpa依然保持不变。自然冷却到室温后，再卸下压力。利
用金属块保证三明治结构总厚度为设计需要厚度，至此完成碳纤维层加橡胶层加碳纤维层的三明治夹层结构的制备，裁剪芯模侧面纤维，得到正反两面两块橡胶复合材料三明治结构的试验件。
[0070]
本发明对实施例2制备的试验件进行拉伸剪切性能测试，结果见表3和表4：
[0071]
表3hf40s/tde-85碳纤维复合材料/三元乙丙橡胶试验件室温下在不同试验速率下拉伸剪切试验数据
[0072][0073][0074]
表4hf40s/tde-85碳纤维复合材料/三元乙丙橡胶试验件低温和高温下在不同试
验速率下拉伸剪切试验数据
[0075][0076][0077]
由以上实施例可知，本发明提供了一种用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件，包括依次设置的第一缠绕碳纤维复合材料层、绝热橡胶片层和第二缠绕碳纤维复合材料层；各层之间采用胶黏剂粘结。该试验件能模拟发动机壳体结构。该试验件采用湿法缠绕制得，保证固化完成后，缠绕板平整、无翘曲，能够准确地控制产品质量，产品气密性好，且生产效率高。
[0078]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件，包括依次设置的第一缠绕碳纤维复合材料层、绝热橡胶片层和第二缠绕碳纤维复合材料层；各层之间采用胶黏剂粘结。2.根据权利要求1所述的用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件，其特征在于，所述绝热橡胶片层为三元乙丙类橡胶片层。3.根据权利要求1所述的用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件，其特征在于，所述第一缠绕碳纤维复合材料层和第二缠绕碳纤维复合材料层的厚度均为1～10mm；所述绝热橡胶片层的厚度为1～10mm；所述胶黏剂的厚度为0.1～0.2mm。4.根据权利要求1所述的用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件，其特征在于，所述第一缠绕碳纤维复合材料层和第二缠绕碳纤维复合材料层采用的碳纤维独立地选自t700级或t800级。5.一种权利要求1～4任一项所述用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件的制备方法，包括以下步骤：将浸胶的第一碳纤维缠绕至芯模上，得到第一缠绕碳纤维复合材料层；将预处理后的绝热橡胶片表面刷胶，粘贴至所述第一缠绕碳纤维材料层；再将浸胶的第二碳纤维缠绕至绝热橡胶片表面，固化，裁剪，得到用于发动机复合材料壳体粘接界面性能测试试验件。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述固化的过程包括：逐渐升压至2mpa，并一直保持2mpa压力，同时升温至75℃，保温55～65min；再以0.8～1.2℃/min的升温速率升温至150～160℃，保温170～190min，冷却至室温，卸压。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述浸胶的第一碳纤维缠绕至芯模具体包括：将纱团分纱后通过分张力传感器，纱线经梳理后浸胶，再次测定纱线张力，通过丝嘴后开始缠绕，通过芯模的转动及与纱线角度的配合，得到第一缠绕碳纤维复合材料层。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述纱线经梳理后浸胶的胶量为28
±
2wt％。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，若碳纤维选自t700级，所述缠绕包括：第一层缠绕方向是88
°
～93
°
，两纱线之间纵向和环向带距均为(6.0～6.5)mm，从芯模一端缠绕到另外一端即完成(88
°
～93
°
)层缠绕，张力为(95～105)n，此为1环；再缠绕-23.0
°
～-24.0
°
和+23.0
°
～+24.0
°
，张力为(95～105)n，此为1纵，再缠绕两层88
°
～93
°
，张力为(95～105)n，此为2环、3环；再接着缠绕-23.0
°
～-24.0
°
和+23.0
°
～+24.0
°
，张力为(95～105)n，此为2纵，1环至2纵之间张力均为(95～105)n；再缠绕两层88
°
～93
°
，此为4环、5环，再缠绕-23.0
°
～-24.0
°
和+23.0
°
～+24.0
°
，此为3纵，再缠绕一层88
°
～93
°
，此为6环，4环至6环之间张力均为(80～90)n，以上完成第一缠绕碳纤维复合材料层缠绕，然后粘接橡胶层，第二缠绕碳纤维复合材料层为对称缠绕。10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，若碳纤维选自t800级，所述缠绕包括：
第一层缠绕方向是88
°
～93
°
，两纱线之间纵向带距为(8.5～9.0)mm，环向带距为(8.0～8.5)mm，从芯模一端缠绕到另外一端即完成(88
°
～93
°
)层缠绕，张力为(95～105)n，此为1环；再缠绕-18.0
°
～-20.0
°
和+18.0
°
～+20.0
°
，张力为(95～105)n，此为1纵；再缠绕两层88
°
～93
°
，张力为(95～105)n，此为2环、3环；再接着缠绕-18.0
°
～-20.0
°
和+18.0
°
～+20.0
°
，张力为(95～105)n，此为2纵，1环至2纵之间张力均为(95～105)n；再缠绕两层88
°
～93
°
，此为4环、5环，再缠绕-18.0
°
～-20.0
°
和+18.0
°
～+20.0
°
，此为3纵，再缠绕一层88
°
～93
°
，此为6环，4环至6环之间张力均为(80～90)n，以上完成第一缠绕碳纤维复合材料层缠绕，然后粘接橡胶层，第二缠绕碳纤维复合材料层为对称缠绕。

技术总结
本发明提供了一种用于发动机复合材料壳体/绝热层界面性能测定的试验件及其制备方法，试验件包括依次设置的第一缠绕碳纤维复合材料层、绝热橡胶片层和第二缠绕碳纤维复合材料层；各层之间采用胶黏剂粘结。该试验件能模拟发动机壳体结构。该试验件采用湿法缠绕制得，保证固化完成后，缠绕板平整、无翘曲，能够准确地控制产品质量，产品气密性好，且生产效率高。率高。率高。


技术研发人员：马丽婷 谷宏治 陈新文 杜泽强 田垚暐 王铁
受保护的技术使用者：西安向阳航天材料股份有限公司
技术研发日：2023.08.29
技术公布日：2023/10/20