(高清版)GB∕T 35465.4-2020 聚合物基復(fù)合材料疲勞性能測(cè)試方法 第4部分：拉-壓和壓-壓疲勞

GB/T35465.4—2020聚合物基復(fù)合材料疲勞性能測(cè)試方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T35465.4—2020GB/T35465《聚合物基復(fù)合材料疲勞性能測(cè)試方法》分為6個(gè)部分：——第1部分：通則；—-——第2部分：線性或線性化應(yīng)力壽命(S-N)和應(yīng)變壽命(e-N)疲勞數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析；——第3部分：拉-拉疲勞；--—第4部分：拉-壓和壓-壓疲勞；本部分為GB/T35465的第4部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分由中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)提出。本部分由全國(guó)纖維增強(qiáng)塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC39)歸口。本部分起草單位：北京玻璃鋼研究設(shè)計(jì)院有限公司、上海玻璃鋼研究院有限公司、浙江恒石纖維基業(yè)有限公司、巨石集團(tuán)有限公司、泰山玻璃纖維有限公司、明陽(yáng)智慧能源集團(tuán)股份公司、重慶國(guó)際復(fù)合材料股份有限公司、武漢理工大學(xué)、上?？颠_(dá)化工新材料集團(tuán)股份有限公司、四川東樹(shù)新材料有限公司、東方電氣(天津)風(fēng)電葉片工程有限公司。吳海亮。1GB/T35465.4—2020聚合物基復(fù)合材料疲勞性能測(cè)試方法第4部分：拉-壓和壓-壓疲勞1范圍GB/T35465的本部分規(guī)定了聚合物基復(fù)合材料拉-壓和壓-壓疲勞性能測(cè)試方法的術(shù)語(yǔ)和定義、原本部分適用于聚合物基復(fù)合材料在恒定振幅和恒定頻率循環(huán)加載條件下的拉-壓疲勞和壓-壓疲勞性能試驗(yàn)。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。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/T5258纖維增強(qiáng)塑料面內(nèi)壓縮性能試驗(yàn)方法GB/T35465.1聚合物基復(fù)合材料疲勞性能測(cè)試方法第1部分：通則GB/T35465.2聚合物基復(fù)合材料疲勞性能測(cè)試方法第2部分：線性或線性化應(yīng)力壽命(S-N)和應(yīng)變壽命(e-N)疲勞數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T5258和GB/T35465.1界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1拉-壓疲勞tension-compressionfatigue最大應(yīng)力/最大應(yīng)變?yōu)槔鞈?yīng)力/拉伸應(yīng)變，最小應(yīng)力/最小應(yīng)變?yōu)閴嚎s應(yīng)力/壓縮應(yīng)變時(shí)的疲勞。壓-壓疲勞compression-最大應(yīng)力/最大應(yīng)變和最小應(yīng)力/最小應(yīng)變均為壓縮應(yīng)力/壓縮應(yīng)變時(shí)的疲勞。4原理在不同的應(yīng)力或應(yīng)變水平下，以恒定的應(yīng)力或應(yīng)變振幅、應(yīng)力比或應(yīng)變比和頻率對(duì)試樣進(jìn)行應(yīng)力比小于0(拉-壓)或應(yīng)力比大于1(壓-壓)的循環(huán)加載試驗(yàn)，持續(xù)至試樣失效，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析處理，繪制應(yīng)力壽命(S-N)或應(yīng)變壽命(e-N)曲線。5試驗(yàn)設(shè)備5.1試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)符合GB/T35465.1的規(guī)定。5.2尺寸測(cè)量工具應(yīng)精確至0.01mm。5.3夾具和輔助設(shè)備應(yīng)保證試樣在試驗(yàn)中不發(fā)生扭曲和滑移。2GB/T35465.4—20205.4防失穩(wěn)工裝適用于四面加工型試樣，其示意圖參見(jiàn)附錄A。6試樣6.1試樣形狀和尺寸試樣應(yīng)符合GB/T5258的規(guī)定，試樣形狀見(jiàn)圖1所示，試樣尺寸見(jiàn)表1。單位為毫米尺寸符號(hào)試樣1試樣2試樣3總長(zhǎng)厚度h2±0.2(2～10)±0.2寬度b10±0.510±0.525±0.5加強(qiáng)片/夾頭間距離L加強(qiáng)片長(zhǎng)度L加強(qiáng)片厚度10.5～2注：試樣1適用于高性能材料的主要受力方向，如單向纖維增強(qiáng)塑料的纖維方向；試樣2適用于性能較高材料的較強(qiáng)方向，如多軸向增強(qiáng)塑料的主方向；試樣3適用于低性能材料或連續(xù)纖維增強(qiáng)塑料的較弱方向，如氈。圖2所示。3單位為毫米h——工作段厚度，1mm～2mm,層R?——厚度面弧度半徑，一般為103mm;圖2四面加工型試樣6.2試樣制備和試樣數(shù)量6.2.1試樣使用機(jī)械加工法制備，制備要求應(yīng)符合GB/T35465.1的規(guī)定。6.2.2試樣數(shù)量應(yīng)符合GB/T35465.1的規(guī)定，推薦靜態(tài)試驗(yàn)有效試樣為5根，疲勞試驗(yàn)有效試樣至少為12根。靜態(tài)試樣應(yīng)滿(mǎn)足GB/T5258的規(guī)定，疲勞試樣則可選擇四面加工型試樣。7狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)環(huán)境試樣的狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)應(yīng)在試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件為溫度23℃±2℃,相對(duì)濕度50%±10%,狀態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間至少為24h。8試驗(yàn)步驟8.2對(duì)試樣進(jìn)行編號(hào)，測(cè)量工作段內(nèi)任意三點(diǎn)的寬度和厚度，取算術(shù)平均值。8.3靜態(tài)壓縮強(qiáng)度、壓縮彈性模量和最大壓縮應(yīng)變按GB/T5258進(jìn)行測(cè)定。8.4按疲勞試驗(yàn)要求選擇波形和試驗(yàn)頻率。試驗(yàn)波形一般為正弦波，試驗(yàn)頻率推薦1Hz～25Hz,若進(jìn)行高頻率試驗(yàn)時(shí)，頻率不大于60Hz。8.5按試驗(yàn)?zāi)康拇_定應(yīng)力比或應(yīng)變比。拉-壓疲勞應(yīng)力比或應(yīng)變比小于0,推薦為-1。壓-壓疲勞應(yīng)力比或應(yīng)變比大于1,推薦為10。8.6測(cè)定S-N曲線或e-N曲線時(shí)，按試驗(yàn)?zāi)康?，至少選取4個(gè)應(yīng)力或應(yīng)變水平，每個(gè)應(yīng)力水平至少3個(gè)有效試樣。一般按疲勞試驗(yàn)的最大壓縮應(yīng)力值或壓縮應(yīng)變值表征水平。選取應(yīng)力或應(yīng)變水平的方案4GB/T35465.4—2020如下：a)第一個(gè)水平以10?循環(huán)次數(shù)為目標(biāo)；b)第二個(gè)水平以10?循環(huán)次數(shù)為目標(biāo)；c)第三個(gè)水平以5×10?循環(huán)次數(shù)為目標(biāo)；d)第四個(gè)水平以2×10?循環(huán)次數(shù)為目標(biāo)。通常從第一個(gè)水平開(kāi)始疲勞試驗(yàn)，如：玻璃纖維增強(qiáng)塑料為靜態(tài)壓縮強(qiáng)度或靜態(tài)最大壓縮應(yīng)變的70%,碳纖維增強(qiáng)塑料為靜態(tài)壓縮強(qiáng)度或靜態(tài)最大壓縮應(yīng)變的85%。若循環(huán)次數(shù)與預(yù)期差異較大，則逐量升高或降低應(yīng)力或應(yīng)變水平。8.7無(wú)特殊試驗(yàn)?zāi)康模鲬?yīng)力或應(yīng)變水平應(yīng)使用相同頻率和應(yīng)力或應(yīng)變比。8.8夾持試樣并使試樣中心線與上下夾頭的對(duì)準(zhǔn)中心線一致。夾持力不應(yīng)過(guò)大以免損傷試樣。若進(jìn)行應(yīng)變控制，安裝應(yīng)變儀或其他應(yīng)變測(cè)量裝置，并在無(wú)載荷時(shí)對(duì)應(yīng)變清零。當(dāng)使用直條型時(shí)，不使用防失穩(wěn)工裝；當(dāng)使用四面加工型時(shí)，應(yīng)安裝防失穩(wěn)工裝，失穩(wěn)工裝參見(jiàn)附錄A,推薦施加的鎖緊壓力為0.8MPa～1MPa。8.9進(jìn)行疲勞試驗(yàn)直至試樣失效。在試驗(yàn)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)試樣表面溫度并記錄，若試樣溫度變化超過(guò)10℃,啟用散熱裝置，若散熱裝置不能降低試樣的溫度，應(yīng)重新選擇試驗(yàn)頻率。8.10試驗(yàn)過(guò)程中隨時(shí)檢查設(shè)備狀態(tài)，觀察試樣的變化，每水平至少記錄一根試樣的溫度。8.11試樣失效后，應(yīng)保存好試樣斷口。檢查試樣的失效模式，特別注意加強(qiáng)片邊緣或夾持部位產(chǎn)生的破壞。去除所有不可接受的試樣并補(bǔ)充試驗(yàn)。典型的失效模式見(jiàn)附錄B。9試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理9.1給出所有試樣的疲勞壽命。9.2按GB/T35465.2的規(guī)定進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并繪制應(yīng)力壽命(S-N)或應(yīng)變壽命(e-N)曲線。10試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)符合GB/T35465.1的規(guī)定。5GB/T35465.4—2020(資料性附錄)防失穩(wěn)工裝防失穩(wěn)工裝由剛性部分、彈性部分和連接螺栓構(gòu)成，其示意圖見(jiàn)圖A.1。剛性部分長(zhǎng)90.0mm士0.1mm,寬40.0mm±0.1mm,厚度應(yīng)不小于4mm,推薦使用HRC40以上的鋼材，以保證具有足夠應(yīng)能給予彈性部分不小于1MPa的鎖緊壓力。單位為毫米25.0±0.1340,0±0.1說(shuō)明：2——彈性部分；圖A.1防失穩(wěn)工裝示意圖6GB/T35465.4—2020(規(guī)范性附錄)典型失效模式B.1直條型試樣失效模式代碼見(jiàn)表B.1,四面加工型試樣失效模式代碼見(jiàn)表B.2。表B.1直條型試樣失效模式代碼失效模式代碼破壞描述A型面內(nèi)剪切破壞B型復(fù)雜破壞C型厚度方向剪切破壞D型劈裂破壞E型分層破壞F型加強(qiáng)片內(nèi)破壞表B.2四面加工型試樣失效模式代碼第一個(gè)字母第二個(gè)字母第三個(gè)字母失效形式代碼失效區(qū)域代碼失效部位代碼角鋪層破壞A夾持內(nèi)部I固定端B邊緣分層D夾持根部A主動(dòng)端T橫向L距離夾