国家标准计划《纤维增强塑料复合材料 用剪切框测定平面内剪切应力/剪切应变响应和剪切模量的试验方法》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 北京玻璃钢研究设计院有限公司 。
83 橡胶和塑料工业 |
83.120 增强塑料 |
本标准等同采用ISO国际标准:ISO 20337-2018。
采标中文名称:纤维增强塑料复合材料 用剪切框测定平面内剪切应力/剪切应变响应和剪切模量的试验方法。
纤维增强塑料复合材料是由增强纤维,主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等,与树脂基体经过缠绕,模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。
具有比强度高、比模量大、密度低等特点,具有可设计性,抗腐蚀性和耐蠕变性能好。
这些特点使得纤维增强塑料复合材料能满足结构件向大跨度、重载、轻质高强以及在恶劣条件下工作发展的需要,同时也能满足现代建筑施工工业化发展的要求,因此被越来越广泛地应用于建筑、桥梁、风电、公路、海洋、给排水以及地下结构等领域中。
纤维增强塑料复合材料一般具有较强各向异性,其力学性能除了决定于纤维和基体材料本身的性能外,还决定于纤维的含量和铺层方式。
纤维增强塑料复合材料的剪切性能反映的是增强纤维产生的应力,其影响复合材料产品的整体性能,纤维铺层之间即层间的强度是纤维增强复合材料的薄弱环节,传统的纤维增强复合材料抗剪切性能差,剪切模量和剪切强度一般都较低。
因此,纤维增强复合材料的剪切性能测试,对合理设计复合材料结构件、提高其层间剪切强度,扩大其使用范围和确保产品使用安全性均具有非常重要的意义。
对其的测试可应用于纤维增强复合材料产品结构设计、产品性能评定、产品剩余寿命评估等领域。
但目前进行平面内剪切试验是比较困难的,其难点主要存在于以下几个方面:(1)很难产生纯剪切应力场;(2)一般纤维增强塑料复合材料平面内剪切力学响应都存在比较大的非线性;(3)平面内剪切试验过程中常常可能出现剪切失稳的情况,其也增加了剪切强度测试的难度;(4)复合材料产品结构对剪切性能的影响也很大,其中孔隙率与剪切性能有密切的关系,其他的力学性能同样也受孔隙率的影响,但影响程度相对都较小;另外树脂基体韧性和铺层方式对玻璃纤维、碳纤维等其他纤维增强复合材料的平面剪切性能均影响很大。
本标准提供了一种装置简单、测量精确度高的平面内剪切应力/剪切应变响应和剪切模量的试验方法,其对纤维增强复合材料产品质量检测的标准化、规范化具有重要意义。
因此急需制定该纤维增强复合材料剪切性能检测标准。
本标准的制定将实现有关产品质量检测标准化、降低检验费用,提高检测质量。
平面剪切性能的准确测试有利于加强对传统复合材料的抗剪性能的进一步研究;有利于提高平面剪切性能的测量精度,持续改进实验方法和测试手段;有利于新型纤维增强材料及结构的研发。
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本标准规定了纤维增强复合材料用剪切框测定平面剪切性能试验方法的一般程序,本标准适用于热固性和热塑性基体层压板。主要技术内容包含:术语定义、原理、试验装置、试样、试验步骤、计算和结果表述、检测报告等。