国家标准计划《碳纤维增强复合材料薄壁管件热膨胀率测试方法》由 TC425（全国宇航技术及其应用标准化技术委员会）归口，TC425SC6（全国宇航技术及其应用标准化技术委员会航天材料与工艺分会）执行 ，主管部门为国家标准委。

主要起草单位 北京卫星制造厂有限公司 、兰州空间技术物理研究所 、西安航天复合材料研究所 、航天材料及工艺研究所 、上海复合材料科技有限公司 。

碳纤维增强复合材料因其优异的综合性能，成为国防和国民经济建设不可或缺的战略性关键材料。

为满足结构高承载和轻量化的需求，薄壁碳纤维复合材料管件作为主/次承力结构单元在航天、航空、航海、汽车、体育用品等产业应用范围越来越广。

薄壁碳纤维复合材料管件作为航天领域桁架结构、机械臂、环形天线、舱门支撑机构等产品的基础结构单元，要承受和传递航天器上所有载荷，或为有效载荷提供刚性支撑，或作为重要设备的连接结构，其服役性能直接关系到星船载荷支撑、高精度通信、精准指向与展收等可靠性。

因此，对薄壁管件性能测试结果的准确性提出了更高要求。

薄壁碳纤维复合材料管件具有壁厚薄（小于1mm）和长径比大的产品特点，使用过程结构要求具有足够的强度、刚度和稳定性，不能发生失稳强度破坏。

该类产品服役多为温度交变环境，在温度交变载荷作用下极易产生热变形，并诱导整体结构失稳或较大热应力，严重影响产品性能或任务成败，因此必须开展热膨胀率性能测试。

但现行标准中的试样型式、试样尺寸等要求无法全面覆盖碳纤维复合材料管件产品要求；且由于碳纤维复合材料管件结构非均匀性及复合材料各向异性的特点，温变环境下管件轴线不同部位膨胀量存在差异，现行标准针对复合材料管件的热膨胀率测试离散性较大，无法表征产品真实膨胀特性，不适用于薄壁碳纤维复合材料的热膨胀率测试。

目前，纤维增强复合材料薄壁管件热膨胀率测试标准方面尚存在空白，各单位缺乏统一有效的测试方法，制约了该类结构的推广应用。

碳纤维增强复合材料薄壁管件物理性能测试标准体系主要包括密度、纤维体积含量、发射率、太阳吸收比、热膨胀性能等。

其中密度测试、纤维体积含量测试、发射率测试、太阳吸收比测试主要采用现行国标/国军标开展测试。

本热膨胀性能测试方法已成功应用于数十型号上千件产品的研制，积累了丰富的经验和测试数据，已形成企业标准，且在行业内实现了推广应用，成熟度高，具备形成国家标准的基础。

该标准的编制对于规范测试方法，对我国薄壁碳纤维复合材料管件产品的研制具有重要的参考和指导意义。

通过编制本标准，预期达到以下目的： （1）规范薄壁碳纤维复合材料管件热膨胀率测试方法，建立适用于该类产品的热膨胀性能评价标准； （2）为高承载、轻量化桁架结构、机械臂、展开天线等产品结构单元基础性能测试提供真实可靠的测试方法，为该类产品的设计提供有力支撑； （3）推动碳纤维增强复合材料应用领域的深入发展和推广。

编制组牵头单位北京卫星制造厂有限公司是国内空间飞行器用纤维复合材料最主要的研制单位，承担了航天星船复合材料结构零部件研制的绝大部分任务，具有丰富的复合材料研制和试验测试工作经验。

在碳纤维复合材料管件的制备及试验测试领域积累了大量的数据和经验，具备扎实的研究基础。

本标准规定了碳纤维增强复合材料薄壁管件热膨胀率测试的方法原理、试件、设备、测试条件、测试程序、测试结果和测试报告等。 本文件适用于测定壁厚不大于1mm（公称直径小于50mm）的碳纤维增强复合材料薄壁管件的轴向热膨胀率，其它管件可参照执行。 主要技术内容包括： （1）明确方法原理，对光学测试热膨胀率进行了明确，即试件无自重下挠影响水平放置状态下，利用光学测试设备对试件轴向长度变化进行测试，采用公式计算热膨胀率； （2）规范试件，明确试件制备的尺寸、试件状态等要求； （3）规范测试设备，明确膨胀位移光学测试设备能力、精度等要求； （4）规范测试条件，明确试件固定条件、膨胀位移测量等要求； （5）规范测试程序； （6）规范系统校正，明确热膨胀率测量系统校正等要求； （7）规范测试结果，明确热膨胀率计算、测试结果分析等要求； （8）规范测试报告。