国家标准计划《纤维金属层板弯曲性能试验方法》由 TC572(全国碳纤维标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准化管理委员会。
主要起草单位 南京航空航天大学 、江苏省产品质量监督检验研究院 。
77 冶金 |
77.150 有色金属产品 |
77.150.10 铝产品 |
纤维金属层板(Fiber Metal Laminates,FMLs)是一种由金属薄板和纤维复合材料交替铺层后,在一定的温度和压力下固化而成的层间混杂复合材料,也称为超混杂层板(Super Hybrid Laminates)。
FMLs综合了传统纤维复合材料和金属材料的特点,具有高的比强度和比刚度,优良的疲劳性能以及高的损伤容限,这些优势使得FMLs在航空航天、汽车、桥梁及核电等工业中获得了广泛的应用。
纤维金属层板同时综合了金属材料、复合材料的性能特性。
其失效方式复杂,包括纤维—基体脱胶、劈裂、纤维断裂、金属断裂、基体裂纹、纤维-金属分层等;在对该材料进行综合性能评价时,经常需要借用金属材料、复合材料及胶黏剂材料等的试验标准,且在强度计算、指标表述、失效判据等方面存在较大争议;如何完善该材料的综合性能评价方法,建立其科学的评价体系并实现标准化,是目前亟待解决的问题。
目前,纤维金属层板的弯曲性能测试过程中,试样在断裂前发生大挠度变形甚至不发生断裂,使试样与支座接触点在试验过程中不断发生变化,最大载荷值无法确定,弯曲强度的选取存在争议。
其经常借用的标准包括:《玻璃纤维增强塑料弯曲性能试验方法》(GB/T 1449-2005),以1.5倍试样厚度为规定挠度,测定该规定挠度下的弯曲应力值并以该应力值作为试样的弯曲强度;《纤维增强金属基复合材料层板弯曲性能试验方法》(HB7617-1998 ),以载荷最大处为弯曲强度计算点,进行挠度修正;《聚合物基复合材料弯曲性能测试标准方法》(ASTM D7264),以最大载荷处为弯曲强度计算点。
以上标准对于弯曲强度的测试存在较大区别,且未考虑纤维金属复合材料的受载特点和破坏形式,对不同结构及铺层下的材料弯曲性能判定也未加以考虑。
弯曲载荷是该种材料最普遍的受载形式,如何建立该材料弯曲性能准确的测试方法,为工程应用提供有效参考具有重要的工程价值和科学意义。
本标准规定了纤维金属层板类材料弯曲性能的试验方法,主要内容包括:纤维金属层板弯曲性能试验的试验原理、术语和定义、试验设备、试样、状态调节、试验过程、计算及结果显示、试验报告。 范围:适用于测定不同金属与不同种类纤维增强树脂基复合材料形成的层压板弯曲强度、弹性模量;同时,拟起草的标准规定了不同结构及纤维铺层方向的纤维金属层板弯曲性能测试的试样尺寸、试验条件、试验设备、试验步骤及试验结果处理过程。