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国家标准计划《纤维增强塑料 双梁法测定层间剪切强度和模量》由 TC39(全国纤维增强塑料标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国建筑材料联合会

主要起草单位 北京玻璃钢研究设计院有限公司

目录

基础信息

计划号
20202516-T-609
制修订
制定
项目周期
12个月
下达日期
2020-08-07
申报日期
2019-07-31
公示开始日期
2020-04-26
公示截止日期
2020-05-10
标准类别
方法
国际标准分类号
83.120
83 橡胶和塑料工业
83.120 增强塑料
归口单位
全国纤维增强塑料标准化技术委员会
执行单位
全国纤维增强塑料标准化技术委员会
主管部门
中国建筑材料联合会

起草单位

采标情况

本标准等同采用ISO国际标准:ISO 19927-2018。

采标中文名称:纤维增强塑料 双梁法测定层间剪切强度和模量。

目的意义

纤维增强塑料是由纤维(如:玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等)作为增强相,塑料(如:环氧树脂、酚醛树脂等)作为基体,经过模压、缠绕、手糊或拉挤等成型工艺而形成的复合材料,具有比强度高、比刚度高、密度低、抗腐蚀等优良材料性能,广泛应用于航空、航天、国防军工,汽车、能源、轨道交通等重要领域。

纤维增强塑料的层间破坏强度(包括层间拉伸强度,层间剪切强度及层间断裂韧性)相对于面内破坏强度而言较弱,使用中常引起层间破坏,进而导致整体结构过早地发生破坏,特别是层间剪切强度(ILSS)较低。

纤维增强塑料的层间剪切强度是指不同纤维增强塑料制品在叠层复合后相邻层之间产生相对位移时,作为抵抗阻力而在材料内部产生的应力大小,即层合板在层间剪切应力作用下的极限应力。

层间应力的存在很容易导致层间的分层破坏,而层间分层将会严重降低复合材料层合板的刚度和强度。

所以,层间应力和层间剪切强度等层间问题是复合材料设计中必须要考虑的,是纤维增强塑料的重要性能指标之一。

纤维增强塑料层间剪切性能的测试与评价,对于合理设计层合板,提高其层间剪切强度,扩大其应用范围和确保其使用安全性是非常重要的课题;对于纤维增强塑料产品结构设计、应力分析和数值模拟、材料选择和开发、构件制造以及分层结构构件的修复具有重要意义。

但是,测量复合材料层间剪切强度并不容易,各类测试方法很难产生纯剪切应力场。

最理想的层间剪切强度测试方法应该具备以下几个特点:给出重复性的结果、提供所有的剪切性能、不需要特殊设备制作试样、易于在普通的试验机上进行试验、有简单的数据处理法。

本标准提供了一种以5点弯曲方式加载的试验方法(即双梁法),该方法产生一种应力状态,在提升试样层间剪切强度的同时,将轴向弯曲应力最小化,可以产生较好的纯剪切应力场,并且当发生可接受分层破坏时,不仅能确定层间剪切强度还能确定层间剪切模量,这对纤维增强塑料产品质量检测的标准化、规范化具有重要意义。

本标准测试数据在实验室内部和不同实验室间的重复性结果良好,可提供层间剪切应力、层间剪切强度和层间剪切模量,不需要特殊设备制作试样,长条型试样即可,在普通的万能试验机上就可以测试,利用公式数据处理方法并不复杂,因此急需制定双梁法测定纤维增强塑料层间剪切强度和模量的标准,本标准的制定将进一步完善纤维增强塑料产品质量检测标准化、提高检测质量。

范围和主要技术内容

本标准规定了一种双梁剪切试验方法,用以测定纤维增强塑料的层间剪切强度和模量,本标准适用于能发生层间剪切失效的玻璃纤维或碳纤维增强热固性塑料。主要技术内容包含:术语和定义、试验原理、试验设备、试样、试验步骤、计算和结果表述、试验报告等。