復合材料熱膨脹系數(CTE)是表征材料熱尺寸穩定性的核心參數,直接決定復合材料在高低溫交變工況下的尺寸形變特性,是航空航天、裝備、精密構件選材與結構設計的重要依據。高低溫萬能試驗機可實現材料寬溫域力學與熱學性能測試,弦長法作為高精度CTE測試方法,依托試驗機的精準位移測控與溫場調控能力,可精準捕捉復合材料在溫度交變過程中的微小形變,實現熱膨脹系數的精準測算,適配精密復合材料的高精度測試需求。
復合材料具備多組分復合、各向異性、形變微小的特性,常規測試方法分辨率不足,難以精準捕捉材料溫變過程中的微量尺寸形變,易出現測試誤差大、重復性差、數據失真等問題。傳統端點測距法易受試樣裝夾偏差、端面平整度、局部形變干擾,無法適配高精度CTE測試需求。弦長法摒棄傳統端點測量模式,通過試樣有效形變區間的弦長變化測算整體熱形變,可有效規避局部缺陷、裝夾誤差、端面偏差帶來的測試干擾,大幅提升測試精度與穩定性。
弦長法測試依托高低溫萬能試驗機的閉環溫控系統與高精度位移采集系統,構建穩定的寬溫域測試環境,精準模擬復合材料實際高低溫交變工況。測試過程中,摒棄單點、端點位移采集方式,選取試樣中部有效形變區域作為測試基準,采集溫度交變全程的試樣弦長動態變化數據,通過精準算法換算試樣線性熱形變量,最終測算出材料熱膨脹系數。該方法聚焦材料本體均勻形變區域,規避試樣端部裝夾應力、邊緣缺陷、局部形變的干擾,測試數據更貼合材料真實熱學性能。
測試過程中通過高低溫試驗機精準調控升溫、降溫、恒溫速率,保障試樣溫度均勻變化,杜絕溫場不均導致的形變偏差,同步采集溫度參數與弦長形變參數,實現溫變與形變數據的實時同步匹配。通過多溫度區間、多輪次重復測試,擬合形變溫度響應曲線,精準計算平均熱膨脹系數與瞬時熱膨脹系數,全面表征復合材料的熱尺寸穩定性能。弦長法具備抗干擾能力強、測試精度高、重復性好的優勢,適配各類高精度復合材料的測試需求。
高低溫萬能試驗機結合弦長法的測試技術,有效解決了復合材料微小熱形變精準測試的難題,規避了傳統測試方法的誤差缺陷,大幅提升CTE測試數據的準確性、穩定性與可靠性,能夠精準表征復合材料在寬溫域工況下的尺寸穩定性,為復合材料的工況適配、結構優化、產品迭代提供精準的測試數據支撐。