国家标准计划《平板扭曲法测试纤维增强塑料复合材料面内剪切模量试验方法》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 中国航天科工集团内蒙古航天红岗机械有限公司 、西北工业大学 。
71 化工技术 |
71.040 分析化学 |
71.040.50 物理化学分析方法 |
本标准非等效采用ISO国际标准:ISO 15310。
采标中文名称:Fibre-reinforced plastic composites - Determination of the in-plane shear modulus by the plate twist method。
近几十年来,纤维增强塑料复合材料在军事和民用结构中的应用越来越广泛。
为了根据使用条件合理准确地设计复合材料结构,需要可靠和真实的力学性能数据,而设计数据来源于可靠的测试评价方法。
然而在所有力学性能试验中,测定面内剪切性能十分困难。
理想的剪切试验方法应具有在试样中能产生均匀的纯剪切应力区、可重复操作、无需特殊的试验装置和可获得剪切应力-应变全曲线等特征。
目前国内已形成了纵横剪切试验方法(GB/T 3355-2014)、剪切性能V型缺口梁试验方法(GB/T 30970-2014)、10°偏轴拉伸、双轨和三轨剪切试验等方法标准,但仍很难确定出一个完善的试验方法,尤其很难得到理想的剪切性能。
这些方法标准主要存在以下问题:1)剪切区域应力分布不均匀;2)测试剪切模量必须使用应变片,导致试验较贵;3)V型缺口试样和双轨/三轨剪切试样相对较复杂,加工困难;4)10°偏轴拉伸仅适用于单向复合材料;5)这些试验方法均为破坏性试验。
因而研究剪切应力分布更均匀、试验较便宜、试样制作简单且为非破坏性试验的面内剪切模量测试方法是复合材料试验研究与发展的重要课题。
因此,为了给我国复合材料技术的研究和发展提高最可靠的保障,必须建立板扭曲法测定纤维增强塑料复合材料的面内剪切模量的标准测试方法。
通过复合材料面内剪切模量试验方法的标准化的建立,建立科学可靠的试验标准。
一方面能够加快我国复合材料的研究和发展,另一方面能够增强我国复合材料国际性竞争能力。
1)本标准方法规定了板扭曲法测试纤维增强塑料复合材料面内剪切模量试验方法的术语及定义,试验原理,试样,试验过程,结果处理和试验报告。 2)本标准适用于测试纤维增强塑料复合材料的面内剪切模量。 3)本标准适用于建立复合材料数据库、质量控制、性能对比、材料开发和材料选型。 主要技术内容: 1)选择玻璃纤维增强环氧树脂复合材料、碳纤维增强环氧树脂和酚醛树脂基复合材料、和高硅氧纤维增强酚醛树脂基复合材料为试验材料开展试验方法的研究工作。 2)试验设备和试样:设计合理的试验夹具,在电子万能试验机上进行试验。结合有限元分析和试验验证来确定合理的试样尺寸,重点研究试样力学性能的尺寸效应,确定合理的试样尺寸。 3)加载方式包括:载荷控制模式、位移控制模式和应变控制模式,加载速率对材料的力学性能有重要的影响,因此本标准还将确定最合适的加载速率,从而得到科学的试验数据。 4)实验报告包括试验设备、环境、试样形状、试样尺寸、位移测量方法、试样数目、加载方式、试验数据、数据处理方法及误差分析等内容。