(高清版)GBT 41955-2022 聚合物基復(fù)合材料多向?qū)雍习鍩o開孔壓縮試驗(yàn)方法

聚合物基復(fù)合材料多向?qū)雍习鍩o開孔壓縮試驗(yàn)方法2022-12-30發(fā)布2023-04-01實(shí)施國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T41955—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國建筑材料聯(lián)合會提出。本文件由全國纖維增強(qiáng)塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC39)歸口。本文件起草單位：中國航發(fā)北京航空材料研究院、安徽佳力奇先進(jìn)復(fù)合材料科技股份公司、天津愛思達(dá)航天科技有限公司、北京玻鋼院檢測中心有限公司、中航試金石檢測科技(大廠)有限公司、北京機(jī)電工程研究所、中國直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所、河北工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中機(jī)檢測有限公司。1聚合物基復(fù)合材料多向?qū)雍习鍩o開孔壓縮試驗(yàn)方法本文件描述了聚合物基復(fù)合材料多向?qū)雍习鍩o開孔壓縮試驗(yàn)方法的原理、試驗(yàn)設(shè)備、試樣、試驗(yàn)條件、應(yīng)變計(jì)和引伸計(jì)的使用方法、試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)結(jié)果和試驗(yàn)報(bào)告。本文件適用于連續(xù)纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料對稱、均衡多向?qū)雍习鍩o開孔壓縮性能的測定。編織復(fù)合材料平板無開孔壓縮性能的測定可參照使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1446纖維增強(qiáng)塑料性能試驗(yàn)方法總則GB/T3961纖維增強(qiáng)塑料術(shù)語3術(shù)語和定義GB/T3961界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。彎曲百分比percentbending以試驗(yàn)過程中試樣前、后表面中心處背對背粘貼的一對縱向應(yīng)變計(jì)的示值差異表征的試樣彎曲變形程度。4原理采用無中心孔的多向?qū)雍习逶嚇?，將試?夾具組合件夾持于試驗(yàn)機(jī)夾頭中加載，使試樣工作段均勻受載，獲得多向?qū)雍习宓膲嚎s性能。5試驗(yàn)設(shè)備5.1試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)機(jī)應(yīng)符合GB/T1446的規(guī)定。5.2變形和測量裝置5.2.1采用引伸計(jì)或應(yīng)變計(jì)測量變形，相對誤差不應(yīng)超過±1%,且滿足：a)引伸計(jì)：標(biāo)距為25mm,量程為0mm～2.5mm;2b)應(yīng)變計(jì)：可采用單軸應(yīng)變計(jì)或雙軸應(yīng)變計(jì)，并應(yīng)配有應(yīng)變記錄裝置。5.2.2游標(biāo)卡尺：分度值不低于0.01mm。5.3扭矩扳手扭矩扳手的相對誤差應(yīng)不超過±1%。5.4壓縮試驗(yàn)夾具壓縮試驗(yàn)夾具見圖1,由兩個短夾板/長夾板組合件、兩塊支撐板和兩塊鋼墊片組成。每個短夾板/長夾板組合件和支撐板上分別鉆兩個孔，并配對使用。壓縮夾具各部分尺寸見附錄A。標(biāo)引序號說明：1——夾持面；2——螺栓；3——長夾板；4——支撐板；5——鋼墊片；6——短夾板。圖1壓縮試驗(yàn)夾具示意圖6試樣6.1試樣形狀及尺寸試樣形狀及尺寸見圖2,其中試樣長度(l)為300mm,試樣寬度(w)為36mm,試樣厚度(h)一般為3mm～5mm,推薦試樣厚度為4mm。圖2試樣形狀及尺寸36.2鋪層形式試樣應(yīng)具有對稱、均衡的鋪層形式。0°鋪層的比例不宜超過85%。6.3試樣制備試樣按照GB/T1446的規(guī)定制備。6.4試樣數(shù)量每組有效試樣應(yīng)不少于5個。7試驗(yàn)條件7.1實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件溫度：(23±2)℃;相對濕度：(50±10)%。7.2試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)試驗(yàn)前，試樣在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下至少放置24h。8應(yīng)變計(jì)和引伸計(jì)的使用方法8.1應(yīng)變計(jì)的使用方法選擇應(yīng)變計(jì)測量應(yīng)變時，在試樣工作段中心處前、后表面背對背地粘貼兩個縱向的單軸應(yīng)變計(jì)。若需計(jì)算泊松比，應(yīng)在試樣工作段中心處前、后表面背對背粘貼一對橫向的單軸應(yīng)變計(jì)和一對縱向的單軸應(yīng)變計(jì)，或背對背粘貼一對雙軸應(yīng)變計(jì)。8.2引伸計(jì)的使用方法選擇引伸計(jì)測量應(yīng)變時，一組試樣中的第1根試樣仍需采用應(yīng)變計(jì)測量應(yīng)變，若第1根試樣的彎曲百分比(見10.1)通過試驗(yàn)有效性的判斷(見10.2),同組其他試樣方可采用引伸計(jì)測量應(yīng)變。在夾具長夾板缺口處對試樣的側(cè)邊安裝1個或2個引伸計(jì)，并采用皮筋固定。引伸計(jì)的安裝示意圖見圖3。4標(biāo)引序號說明：1——夾具；2,4——引伸計(jì)；3——試樣。圖3引伸計(jì)安裝示意圖9試驗(yàn)步驟9.1試驗(yàn)前準(zhǔn)備9.1.2用游標(biāo)卡尺測量試樣工作段范圍內(nèi)3處的寬度(w)、厚度(h),取平均值。尺寸測量精確9.2.1將試樣安裝于夾具中，使試樣兩端與壓縮夾具的兩端平齊。但對于具有較大壓縮變形的試樣，可使壓縮夾具的兩端分別超出試樣兩端一段距離(約1mm～2mm),見圖4。5標(biāo)引序號說明：1——夾具上端面；2——試樣上端面；3——試樣；4——試樣下端面；5——夾具下端面。圖4試樣/夾具組合件的裝配示意圖9.2.2采用小于7N·m的力矩?cái)Q緊夾具上的4個螺栓，保證試樣不會從夾具中脫出。9.2.3將試樣/夾具組合件放置在試驗(yàn)機(jī)夾頭中(見圖5),使組合件的中心線與試驗(yàn)機(jī)的加載中心線保持一致，夾持長度為50mm～80mm,推薦夾持長度為80mm。6GB/T41955—2022標(biāo)引序號說明：1——短夾板；2——支撐板；4——長夾板與短夾板之間的間隙；5—-長夾板；6——楔形夾塊。圖5液壓夾持加載示意圖9.2.4采用液壓夾持加載的方式對試樣/夾具組合件施加夾持力，夾持力約為20MPa～28MPa,然后以7N·m的力矩再次擰緊夾具上的4個螺栓。9.2.5如果采用引伸計(jì)測量應(yīng)變，在夾具長夾板的缺口處安裝1個或2個引伸計(jì)。9.3試驗(yàn)9.3.1以2mm/min的加載速率對試樣連續(xù)加載，連續(xù)記錄載荷-應(yīng)變曲線和載荷-位移曲線，直至最大載荷，并且載荷從最大載荷回落至最大載荷的70%為止。9.3.2記錄最大載荷、破壞載荷(若不同于最大載荷),以及破壞瞬間或盡可能接近破壞瞬間的應(yīng)變。9.3.3記錄試樣的失效模式。有效的失效模式應(yīng)為發(fā)生在試樣中部100mm范圍內(nèi)工作段的破壞，試樣在夾持部位發(fā)生的任何破壞均為不可接受的失效模式。10試驗(yàn)結(jié)果10.1彎曲百分比彎曲百分比按公式(1)計(jì)算：7GB/T41955—2022B,——試樣的彎曲百分比；εig——試樣前表面縱向應(yīng)變計(jì)的示值；ezx—-試樣后表面縱向應(yīng)變計(jì)的示值。10.2基于彎曲百分比的試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性判斷若采用無開孔壓縮模量(見10.4)計(jì)算范圍中心點(diǎn)處的應(yīng)變數(shù)據(jù)計(jì)算得到的彎曲百分比Bx≥10%,則無開孔壓縮模量計(jì)算結(jié)果無效。若無開孔壓縮強(qiáng)度、無開孔壓縮破壞應(yīng)變所對應(yīng)的彎曲百分比Bx≥10%,則無開孔壓縮強(qiáng)度和無開孔壓縮破壞應(yīng)變數(shù)據(jù)無效。10.3無開孔壓縮強(qiáng)度無開孔壓縮強(qiáng)度按公式(2)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字：Pmx——試樣破壞前的最大載荷，單位為牛頓(N);w——試樣工作段的寬度，單位為毫米(mm);10.4無開孔壓縮模量………無開孔壓縮模量按公式(3)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字：………e——縱向應(yīng)變范圍的上限值(0.3%,采用試樣前、后表面縱向應(yīng)變計(jì)示值的平均值);e——縱向應(yīng)變范圍的下限值(0.1%,采用試樣前、后表面縱向應(yīng)變計(jì)示值的平均值)對于破壞應(yīng)變低于0.6%的情形，0.1%～0.3%范圍內(nèi)的應(yīng)變-應(yīng)力曲線可能已經(jīng)偏離線性段，建議此時用于計(jì)算無開孔壓縮模量的應(yīng)變范圍選為破壞應(yīng)變的25%～50%。10.5無開孔壓縮泊松比無開孔壓縮泊松比按公式(4)并采用無開孔壓縮模量(見10.4)計(jì)算范圍的應(yīng)變數(shù)據(jù)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字：…(4)em—-與ex對應(yīng)的橫向應(yīng)變測量值(采用試樣前、后表面橫向應(yīng)變計(jì)示值的平均值);Eyl——與εx對應(yīng)的橫向應(yīng)變測量值(采用試樣前、后表面橫向應(yīng)變計(jì)示值的平均值)。8對于每一組試樣，按照GB/T1446的規(guī)定計(jì)算每一種測試性能的算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和離散系數(shù)。試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：a)本文件編號；b)試驗(yàn)項(xiàng)目和名稱；d)材料來源；f)試驗(yàn)溫度和相對濕度；h)用于計(jì)算多向