T∕CSTM00284-2020纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料層合板開(kāi)孔壓縮性能試驗(yàn)方法

06-19發(fā)布-09-19實(shí)施IT/CSTM00284—2020前言本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)航空材料領(lǐng)域委員會(huì)(CSTM/FC53)提出。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)航空材料領(lǐng)域委員會(huì)(CSTM/FC53)歸口。1T/CSTM00284—2020纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料層合板開(kāi)孔壓縮性能試驗(yàn)方法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料層合板開(kāi)孔壓縮試驗(yàn)方法的試樣、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)步驟、結(jié)果計(jì)算和試驗(yàn)報(bào)告。本標(biāo)準(zhǔn)適用于連續(xù)纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料層合板開(kāi)孔壓縮性能的測(cè)定。2規(guī)范性引用文件凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1446纖維增強(qiáng)塑料性能試驗(yàn)方法總則JJG762引伸計(jì)檢定規(guī)程3方法原理直4試樣4.1試樣形狀和尺寸樣長(zhǎng)度，見(jiàn)表2。試樣厚度為3mm~5mm，推薦4mm。圖1試樣示意圖2T/CSTM00284—2020表1試樣幾何尺寸單位為毫米36±0.2063~5長(zhǎng)度l表2未發(fā)生破壞時(shí)的試樣長(zhǎng)度選擇物基復(fù)合材料復(fù)合材料-4.2試樣制備試樣制備按GB/T1446規(guī)定進(jìn)行。制孔時(shí)應(yīng)避免孔周圍的材料出現(xiàn)分層或其他損傷。4.3試樣數(shù)量每組有效試樣不少于5個(gè)。5試驗(yàn)設(shè)備5.1試驗(yàn)機(jī)與測(cè)試儀器試驗(yàn)機(jī)和測(cè)試儀器應(yīng)符合GB/T1446中的規(guī)定。引伸計(jì)和和非接觸測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)變測(cè)量精度按JJG762進(jìn)行計(jì)量，準(zhǔn)確度為應(yīng)為0.5級(jí)或優(yōu)于0.5級(jí)。5.2環(huán)境箱環(huán)境箱的控制精度應(yīng)滿足試驗(yàn)要求，經(jīng)計(jì)量檢定合格，并在有效期內(nèi)使用。5.3扭矩扳手扭矩扳手的精度應(yīng)滿足試驗(yàn)要求，經(jīng)計(jì)量檢定合格，并在有效期內(nèi)使用。5.4試驗(yàn)夾具推薦開(kāi)孔壓縮夾具見(jiàn)圖2~圖5。3T/CSTM00284—2020圖2開(kāi)孔壓縮試驗(yàn)夾具示意圖圖3長(zhǎng)夾板示意圖圖4短夾板示意圖4T/CSTM00284—2020圖5支持板示意圖6試驗(yàn)條件6.1試驗(yàn)環(huán)境條件6.1.1實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件應(yīng)符合GB/T1446的規(guī)定。6.1.2非實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件6.1.2.1高溫試驗(yàn)環(huán)境條件6.1.2.2低溫試驗(yàn)環(huán)境條件6.2試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)6.2.1干態(tài)試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)試驗(yàn)前，試樣在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下至少放置24h。6.2.2濕態(tài)試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)試驗(yàn)前，應(yīng)在規(guī)定的溫度和濕度條件下使試樣達(dá)到所要求的吸濕狀態(tài)。5T/CSTM00284—2020試樣在密封袋內(nèi)儲(chǔ)存的時(shí)間不超過(guò)14d。6.3應(yīng)變計(jì)安裝若需要，在其工作段表面(位置見(jiàn)圖1)粘貼應(yīng)變計(jì)。6.4引伸計(jì)的安裝若需測(cè)量孔附近的應(yīng)變響應(yīng)，則在長(zhǎng)夾持夾具的缺口處對(duì)試樣的側(cè)邊安裝一個(gè)或兩個(gè)引伸計(jì)。7試驗(yàn)步驟7.1試驗(yàn)前準(zhǔn)備陷和不符合尺寸及制備要求者，應(yīng)予作廢。為每個(gè)試樣編號(hào)。7.1.3用游標(biāo)卡尺測(cè)量試樣開(kāi)孔處和貼片點(diǎn)截面處(若有)的寬度w，孔徑D和從孔邊緣到試樣寬度m應(yīng)變，則在尺寸測(cè)量前在試樣表面制作散斑。7.2試樣安裝7.2.1.1將試樣安裝在夾具中，使試樣兩端與夾具兩端平齊，試樣的孔位于夾具缺口的中心。擰緊與7.2.1.2將試樣-夾具組合件夾持于試驗(yàn)機(jī)夾頭中(見(jiàn)圖6)，使其中心線與試驗(yàn)機(jī)夾頭中心線保持一致，夾持長(zhǎng)度為5mm~80mm，推薦夾持長(zhǎng)度為80mm。7.2.2.1將試樣安裝于試驗(yàn)夾具中，使試樣機(jī)械加工的兩端與夾具兩端平齊，這可使試樣的孔位于夾6短夾板T/CSTM00284—202短夾板短短夾板長(zhǎng)夾板與短夾板之間的間隙右側(cè)短夾板右側(cè)短夾板左側(cè)長(zhǎng)夾板長(zhǎng)夾板支撐板用測(cè)隙規(guī)檢測(cè)長(zhǎng)夾板-試件的間隙和長(zhǎng)夾板-支撐板的間隙長(zhǎng)夾板楔形夾塊(4塊)長(zhǎng)夾板支撐板試件左側(cè)試件圖6試驗(yàn)方法A夾持示意圖(液壓夾持加載)7.2.2.3將夾具放置于試驗(yàn)機(jī)的兩個(gè)平臺(tái)之間(見(jiàn)圖7)，使試驗(yàn)夾具的中心線與試驗(yàn)機(jī)夾頭的中心左側(cè)左側(cè)長(zhǎng)夾板(2處)右側(cè)短夾板左側(cè)長(zhǎng)夾板支撐板用測(cè)隙規(guī)檢測(cè)長(zhǎng)夾板-試件的間隙和長(zhǎng)夾板-支撐板的間隙短夾板短夾板加載平臺(tái)長(zhǎng)夾板與短夾板之間的間隙支撐板試件長(zhǎng)夾板加載平臺(tái)右側(cè)短夾板長(zhǎng)夾板試件圖7試驗(yàn)方法B安裝示意圖(端部加載)7.3應(yīng)變測(cè)量層7T/CSTM00284—20207.4試驗(yàn)表3失效模式代碼第一個(gè)字母第一個(gè)字母第二個(gè)字母第三個(gè)字母破壞形狀代碼破壞區(qū)域代碼破壞位置代碼角鋪層A工作段G中間M橫向L————多模式M————圖8開(kāi)孔壓縮有效失效模式示意圖8結(jié)果計(jì)算8.1開(kāi)孔壓縮強(qiáng)度按公式(1)計(jì)算開(kāi)孔壓縮強(qiáng)度，結(jié)果保留三位有效數(shù)字。p=——開(kāi)孔壓縮強(qiáng)度，單位為兆帕(MPa)；P——破壞前的最大力，單位為牛(N)；w——開(kāi)孔處的試樣寬度，單位為毫米(mm)；h——開(kāi)孔處的試樣厚度平均值，單位為毫米(mm)。8T/CSTM00284—20208.2有效模量按公式(2)計(jì)算有效模量，結(jié)果保留三位有效數(shù)字。PPE=21x()wh?????????????????21Ex——有效彈性模量，單位為兆帕(MPa)；P1——應(yīng)變?yōu)?.001mm/mm時(shí)的載荷，單位為牛(N)；P2——應(yīng)變?yōu)?.003mm/mm時(shí)的載荷，單位為牛(N)；——應(yīng)變測(cè)量點(diǎn)，為0.001，單位為毫米每毫米(mm/mm)；1——應(yīng)變測(cè)量點(diǎn)，為0.003，單位為毫米每毫米(mm/mm)；2w——試樣的平均的寬度，單位為毫米(mm)；h——貼片處試樣厚度的平均值，單位為毫米(mm)。8.3彎曲百分比按公式(3)計(jì)算側(cè)向彎曲百分比，結(jié)果保留三位有效數(shù)字。B=fb×100%?????????????????yf+bf——試樣一側(cè)安裝的引伸計(jì)顯示的應(yīng)變，單位為毫米每毫米(mm/mm)；b——試樣另一側(cè)安裝的引伸計(jì)顯示的應(yīng)變，單位為毫米每毫米(mm/mm)；彎曲的縱向應(yīng)變檢查點(diǎn)，推薦采用0.002mm/mm。8.4破壞應(yīng)變采用應(yīng)變計(jì)或光學(xué)非接觸方式測(cè)量破