GBT 41762.2-2022 纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料 層合板厚度方向性能的測(cè)定 第2部分：彎曲試驗(yàn)測(cè)定碳纖維單向?qū)雍习宓膹椥阅Ａ?、?qiáng)度和威布爾尺寸效應(yīng)

纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料層合板厚度方向性能的測(cè)定第2部分：彎曲試驗(yàn)properties—Part2:Determi(ISO20975-2:2018,國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I Ⅲ IV 12規(guī)范性引用文件 1 1 2 36儀器設(shè)備 3 4 5 6 811試驗(yàn)報(bào)告 8附錄A(資料性)實(shí)驗(yàn)室間試驗(yàn)獲得的精密度數(shù)據(jù) 參考文獻(xiàn) ⅢGB/T41762.2—2022/ISO20975-2:2018本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件是GB/T41762《纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料層合板厚度方向性能的測(cè)定》的第2部分。本文件等同采用ISO20975-2:2018《纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料層合板厚度方向性能的測(cè)定第2部隨著纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大 兩個(gè)部分都能評(píng)價(jià)厚度方向性能，但試驗(yàn)方法不同，第1部分采用拉伸和本文件提供了一種三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)方法，用以測(cè)定碳纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料單向?qū)雍习宓暮穸确较?GB/T41762.2—2022/ISO纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料層合板厚度方向性能的測(cè)定第2部分：彎曲試驗(yàn)ISO291塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境(Plastics—-StandardatmospheresforISO1268-1纖維增強(qiáng)塑料試驗(yàn)板制備方法第1部分：通則(Fibre-reinforcedplastics—Methodsofproducingtestplates—Part1:GeneralconditiISO1268-4纖維增強(qiáng)塑料試驗(yàn)板制備方法第4部分：預(yù)浸料模塑(Fibre-reinforcedplastics—Methodsofproducingtestplates—Part4:Mouldingofprepregs)ISO2818塑料機(jī)械加工制備試樣(Plastics—Preparationoftestspecimensbymachining)ISO5893橡膠和塑料試驗(yàn)設(shè)備拉伸、彎曲和壓縮型(恒速驅(qū)動(dòng))規(guī)范[Rubberandplasticstestequipment—Tensile,flexuralandcompressiontypes(constantrateoftraverse)—Specification]ISO20501精細(xì)陶瓷(先進(jìn)陶瓷、先進(jìn)技術(shù)陶瓷)強(qiáng)度數(shù)據(jù)的威布爾統(tǒng)計(jì)[Fineceramics(ad-vancedceramics,advancedtechnicalcer2GB/T41762.2—2022/ISOLPσDEσEm3GB/T41762.2—2022/ISO20975-2:2018來測(cè)定厚度方向性能。由于強(qiáng)度依賴于尺寸效應(yīng)，應(yīng)通過拉伸強(qiáng)度和有效體積對(duì)尺寸效應(yīng)進(jìn)行定量應(yīng)按5.1規(guī)定的條件進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)機(jī)應(yīng)符合ISO5893和6.1及6.2的規(guī)定。試驗(yàn)速率應(yīng)能保持恒定，符合ISO5893的規(guī)定。兩個(gè)支座及中心加載壓頭的位置如圖1所示。支座及加載壓頭的圓角半徑分別為2mm±0.2mm4GB/T41762.2—2022/ISO20975-2:2018位移傳感器應(yīng)在撓度的整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)有效。使用位移傳感器應(yīng)在相關(guān)方之間達(dá)成一致。位移傳感器運(yùn)行所需的力不應(yīng)超過試樣破壞載荷的1%。7試樣試樣的形狀和尺寸應(yīng)符合表1的規(guī)定。寬度b厚度t長度1跨距應(yīng)大于試樣厚度的25倍。試樣長度中部三分之一區(qū)段內(nèi)任意一點(diǎn)的厚度偏差不應(yīng)超過平均厚度的2%,寬度偏差不應(yīng)超過5平均寬度的3%。試樣的長度應(yīng)從表1中選擇，或在L/t>25GB/T41762.2—2022/ISO20975-2:2018試驗(yàn)板的制備應(yīng)按ISO1268-1和ISUD-CFRP試驗(yàn)板如圖2所示。面內(nèi)纖維方向、垂直面內(nèi)纖維方向和厚度方向分別定義為1方向、2方向和3方向。應(yīng)將試樣緊貼在直尺、直角尺或平板上，目視觀測(cè)或用千分尺對(duì)試樣進(jìn)行測(cè)量若不需要估算有效體積和威布爾模數(shù)，應(yīng)至少測(cè)試5個(gè)試樣。若需要估算有效體積和威布爾模數(shù)，應(yīng)至少測(cè)試30個(gè)試樣。6GB/T41762.2—2022/ISO8.2放置試驗(yàn)夾具并調(diào)整跨距。跨距應(yīng)大于試樣厚度的25倍。8.3試驗(yàn)速率按公式(1)計(jì)算：v——試驗(yàn)速率，單位為毫米每分(mm/min);S.應(yīng)變速率，單位為每分(min-1)L——彎曲試驗(yàn)跨距，單位為毫米(mm);t——試樣厚度，單位為毫米(mm)。8.4試樣居中放置在支座上。8.5在整個(gè)試驗(yàn)過程中，連續(xù)記錄載荷和位移。8.6如需要，用尺子或卡尺測(cè)量破壞位置。出現(xiàn)在加載壓頭區(qū)域附近的破壞模式為可接受的，見圖3。圖3可接受破壞示例9.1厚度方向拉伸應(yīng)力厚度方向拉伸應(yīng)力按公式(2)計(jì)算： (2)式中：σ——厚度方向拉伸應(yīng)力，單位為兆帕(MPa);b——彎曲試樣寬度，單位為毫米(mm);t——彎曲試樣厚度，單位為毫米(mm)。9.2厚度方向拉伸強(qiáng)度厚度方向拉伸強(qiáng)度按公式(3)計(jì)算： (3)式中：0——厚度方向拉伸強(qiáng)度，單位為兆帕(MPa);P最大載荷或破壞載荷，單位為牛頓(N);L——彎曲試驗(yàn)跨距，單位為毫米(mm);7b——彎曲試樣寬度，單位為毫米(mm);t——彎曲試樣厚度，單位為毫米(mm)。9.3彎曲試驗(yàn)威布爾模數(shù)通過彎曲試驗(yàn)按ISO20501規(guī)定的程序估算威布爾模數(shù)。9.4彎曲試樣有效體積彎曲試樣有效體積按公式(4)計(jì)算：式中：V——彎曲試樣有效體積，單位為立方毫米(mm3);b——彎曲試樣寬度，單位為毫米(mm);t——彎曲試樣厚度，單位為毫米(mm);72厚度方向強(qiáng)度數(shù)據(jù)的威布爾模數(shù)。9.5厚度方向拉伸應(yīng)變厚度方向拉伸應(yīng)變按公式(5)計(jì)算：式中：e——厚度方向拉伸應(yīng)變，無量綱；t——彎曲試樣厚度，單位為毫米(mm);L——彎曲試驗(yàn)跨距，單位為毫米(mm)。9.6厚度方向拉伸破壞應(yīng)變厚度方向拉伸破壞應(yīng)變按公式(6)計(jì)算：式中：er——厚度方向拉伸破壞應(yīng)變，無量綱；t——彎曲試樣厚度，單位為毫米(mm);D?——破壞時(shí)的撓度，單位為毫米(mm);L——彎曲試驗(yàn)跨距，單位為毫米(mm)。9.7厚度方向拉伸模量模量是應(yīng)力差(a”—a′)與相應(yīng)的應(yīng)變差(e”一e')之間的比值，其中，e"=0.003和e'=0.001。厚度方向拉伸模量按公式(7)計(jì)算：8GB/T41762.2—2022/ISO20975-2:2018e'——厚度方向拉伸應(yīng)變，等于0.00 (8) (9)Cy——離散系數(shù)，%;x——平均值；n——試樣數(shù)量。為驗(yàn)證本試驗(yàn)方法而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室間試驗(yàn)的細(xì)節(jié)以及從試驗(yàn)中獲得的精密度數(shù)據(jù)見附錄A。a)本文件名稱和編號(hào)；b)加載方法(彎曲方法);d)試樣的制備方法及其任何細(xì)節(jié)；e)機(jī)械加工方法；f)試樣數(shù)量；j)試驗(yàn)機(jī)和位移傳感器的詳細(xì)說明；k)跨距；1)彎曲試驗(yàn)的跨厚比(L/t);m)試驗(yàn)速率；9GB/T41762.2—2022/ISO(資料性)為獲得纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料層合板厚度方向性能試驗(yàn)方法的精密度數(shù)據(jù)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室間試驗(yàn)。對(duì)于材料1,由8個(gè)實(shí)驗(yàn)室按本試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室間試驗(yàn)的組織和結(jié)果分析符合材料1:通過熱壓罐成型工藝制備的碳纖維/環(huán)氧樹脂單向?qū)雍习濉.3結(jié)果rR1s,——重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差，即在重復(fù)性條件下所得測(cè)試結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)5R——再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)差，即在再現(xiàn)性條件下所得測(cè)試結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)注：定義見參考文獻(xiàn)[1].1GB/T41762.2—2022/ISOErR1注：變量的定義見表A.1。1注：變量的定義見表A.1。[2]ASTMD7291Standardtestmethodforthrough-thicknesE,YOKOZEKIT,HATTAH,ISHIKAWAT,IWfmethod.Composites:PartA201[4]HARAE,YOKOZEKIT,HATTAT.Comparisonofout-ofplanetensilestrengthsofalignedCFRPobtainedby3-pointbendinganddi-rectloadingtests.Composite[5]HARAE,YOKOZEKIT,HATTAH,IWAHORIY,ISHIKAWAT.CFRout-of-planetensilemodulusdeterminedbydirectloading.Composites:PartA2010;41:1538-44[6]JISK7096Testmethodforthrou[7]ISO5725-1Accuracy(truenessandprecision)of[8]ISO5725-2Accuracy(truenessandprecision)ofPart2:Basicmethodforthedeterminationofrepeatabilityandreproducib[9]ISO5725-6Accuracy(truenessand