ICS 83.120 Q 23 团 体 标 准 T/CSTM 00280 -2020 纤维增强聚合物基复合材料层合板 拉伸性能试验方法 Test method for tensile properties of fiber reinforced polymer matrix composite laminates 2020-06-19 发布 2020-09-19 实施 中关村材料试验技术联盟 发布 CSTMhQÆQl^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00280— 2020 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 —2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容有可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由 中国材料与试验团体标准委员会航空材料领域委员会 （CSTM/FC53 ）提出。 本标准由中国材料与试验团体标准委员会航空材料领域委员会 （CSTM/FC53 ）归口。 CSTMhQÆQl^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00280-20 20 1 纤维增强聚合物基复合材料层合板拉伸性能试验方法 1 范围 本标准规定了纤维增强聚合物基复合材料层合板拉伸试验的试样、 试验设备、 试验条件、 试验步骤、 结果计算和试验报告。 本标准适用于连续或不连续纤维增强聚合物基复合材料层合板拉伸性能的测定。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 1446 纤维增强塑料性能试验方法总则 JJG 762 引伸计检定规程 3 试样 3.1 试样形状和尺寸 试样的形状见图 1。推荐的试样几何尺寸见表 1。 a) 0°和多向层合板试样 b) 90°层合板试样 和随机不连续试样 图1 拉伸试样 示意图 CSTMhQÆQl^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00280— 2020 2 表1 推荐的拉伸试样几何尺寸 纤维方向 宽度 w mm 总长度 L mm 最小厚度 h mm 加强片长度 L0 mm 加强片厚度 δ mm 加强片倒角 θ ︒ 单向0° 15±0.1 230～250 1.0 54 1.5 7～90 单向90° 25±0.1 175～200 2.0 — — — 对称均衡 25±0.1 230～250 2.0 54 2 7～90 随机不连续 纤维 25±0.1 230～250 2.0 — — — 3.2 试样制备 试样制备按 GB/T 1446 规定进行。推荐使用 水润滑的砂轮切割、铣切或磨削， 得到试样最终尺寸 ， 应避免由于不适当的加工方法而引起 损伤。在200℃以上环境下测试 0°单向复合材料性能时，推荐采用 0°铺层的本体材料制备加强片，同时，推荐采用共固化工艺粘贴加强片。 3.3 试样数量 每组有效试样不少于 5个。 4 试验设备 4.1 试验机应符合 GB/T 1446 中的规定。 所有测量器具经计量检定合格，并在有效期内。 引伸计和非 接触测量系统应变测量精度按 JJG 762进行计量，准确度为应为 0.5级或优于 0.5级。 4.2 环境试验箱应满足试验要求 ，并将温度保持在要求温度的± 3℃以内。 5 试验条件 5.1 试验环境条件 5.1.1 实验室标准环境条件 温度： （23±2）℃；相对湿度： （ 50±10）%。 5.1.2 非实验室标准环境条件 5.1.2.1 高温试验环境条件 首先将环境箱和 试验机夹具 预热到规定的试验温度，然后 装夹试样并加热到规定的试样温度，并用 与试样工作段直接接触的温度传感器加以校验。在试样达到试验温度后，对干态试样，保温 5min开始 试验，对湿态试样，保温 2min开始试验。 5.1.2.2 低温试验环境条件 首先将环境箱和 试验机夹具 冷却到规定的温度，然后装夹 试样并冷却到规定的试样温度，并用与试 样工作段直接接触的温度传感器加以校验。在试样达到试验温度后，保温 5min开始试验。 5.2 试样状态调节 5.2.1 干态试样状态调节 试验前，试样在实验室标准环境条件下至少放 置24h。 CSTMhQÆQl^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00280-20 20 3 5.2.2 湿态试样状态调节 试验前，应在规定的温度和湿度条件下使试样达到所要求的吸湿状态。 湿态试样状态结束后，应将试样用湿布 （面纱或脱脂棉）包裹 放入密封袋内，直至进行力学试验， 试样在密封袋内储存的时间应不 超过14d。 5.3 应变计安装 每组试样中选 择1个试样，在其工作段中心两个表面对称位置背对背地安装引伸计或粘贴应变片， 并按公式（1）计算试样的弯曲百分比 By： b fb f yB      × 100 %…………………………………………… …(1) 式中： yB ——试样弯曲百分 比，以百分数表示； f ——正面传感器显示的应变 ，单位为毫米每毫米（ mm/mm）； b ——背面传感器显示的应变 ，单位为毫米每毫米（ mm/mm）。 若弯曲百分比不超 过3%，则同组的其他试样可使用单个传感器。若弯曲百分比大于 3%，则同组所有 试样均应背对背对称安装引伸计或粘贴应变计， 试样的应变取两个背对背引伸计或应变计测得应变的算 术平均值。 6 试验步骤 6.1 试验前准备 6.1.1 试样需经外观检查，如有缺陷和不符合尺寸及制备要求者，应予作废。为每个试样编号。 6.1.2 按5.2规定对试样进行状态调节。 6.1.3 状态调节后，测量 并记录试样工作段三个不同截面的宽度和厚度，分别取算术平均值，宽度测 量精确到 0.02mm，厚度测量精确到 0.01mm。 6.1.4 若采用非接触测量装置测量应变，应在尺寸测量前在 试样工作段表面 制作散斑，建议测试温度 不超过500℃。 6.2 试样安装 将试样对中夹持于试验机 夹块中，推荐使用液压 夹具，试样的中心线应 与试验机载荷的中心线保持 一致。应采用合适的夹持力，以保证试样在加载过程中不打滑且不对试样造成损伤 。夹持90°单向拉 伸试样时， 推荐采用具有浅齿夹面的夹块，若不具备该条件，在低于 200℃环境下测试时，也可 在试样 被夹持表面衬垫 一层120目砂布，砂粒朝外。 6.3 试验 6.3.1 对于在试验室标准环境下进行的试验， 按5.1.1规定的条件进行 ；而对于在非实验室标准环境 条件下进行的试验，则按 5.1.2规定的条件进行。 6.3.2 按6.2安装试样 。 6.3.3 若采用电阻应变计测量应变，高温湿态试样应在状态调节前粘贴应变计 ，其他试验状态的试样 应在状态调节后粘贴 应变计， 应变计的有效长度 应大于机织物的重复单元。若采用引伸计，将引伸计安 装到试样上；若采用非接触测量装置测量应变，则应设置好镜头位置、光源和光圈等。 CSTMhQÆQl^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00280— 2020 4 6.3.4 以2mm/min的加载速率对试样连续加载，直到试样破坏，记录载荷、位移和应变数据。 6.3.5 记录试样的破坏模式和破坏区域，选用基于三部分破坏模式代码的描述方法，见图 2。 当发生加强片脱落 （试样未破坏） 或在加强片内或夹持内破坏时， 试验结果无效， 如图2中LIT和GAT。 第1个字母 第2个字母 第3个字母 破坏类型 代码 破坏区域 代码 破坏部位 代码 倒角 A 夹持/加强片内 I 底部 B 边缘分层 D 夹持/加强片 A 顶部 T 夹持/加强片 G 距离夹持 /加强片 小于1倍宽度 W 左侧 L 横向 L 右侧 R 多模式 M（xyz） 工作段 G 中间 M 纵向劈裂 S 多处 M 可变的 V 爆炸 X 可变的 V 未知 U 其他 O 未知 U - - 图2 拉伸试验破坏代码 /典型模式 7 结果计算 7.1 拉伸强度 按公式（2）计算拉伸强度，结果保留三位有效数字。 h wP  …………………………………………………… (2) 式中： σ—— 拉伸强度，单位为 兆帕（MPa）； P—— 破坏前最大力，单位为 牛（N）； w——试样宽度 ，单位为 毫米（mm ）； h——试样厚度 ，单位为毫 米（mm）。 7.2 拉伸模量 推荐用于计算拉伸弹性模量的纵向应变起点为 0.01mm/mm ，终点为 0.003mm/mm ，对应变低于 0.006mm/mm 破坏的材料， 推荐使用的应变范围为极限应变的 25%～50%。应力—应变曲线在所选的应变 范围内需为线性，按 公式（3）计算拉伸模量，结果保留三位有效数字。 CSTMhQÆQl^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00280-20 20 5  