TCSAE 207-2021 汽车用纤维增强复合材料层合板高应变速率拉伸试验方法

ICS32.020CCST40团 体 标 准T/CSAE207－2021汽车用纤维增强复合材料层合板高应变速率拉伸试验方法Testmethodoftetiletestforautomobilefiberreinforcedlaminatesathighstrainrates2021-06-30发布 2021-06-30实施中国汽车工程学会发布CSAE标准CSAECSAE在本标准实施过程中，如发现需要修改或补充之处，欢迎将意见反馈至中国汽车工程学会，以便修订时参考。中国汽车工程学会地址：1号院H座；电话邮编：100176；邮箱：wwq@。T/CSAE207T/CSAE207—2021T/CSAE207T/CSAE207—2021鏈鏈鏈鏈鏈鏈鏈鏈目 次前言 II范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1试验原理 1试验设备 1试验条件 2试验过程 3试验数据处理 5试验报告要求 6参考文献 7I前 言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由汽车轻量化技术创新战略联盟提出。限公司、奇瑞汽车股份有限公司、北京汽车股份有限公司。辉、凌静、李巍、翟国芳、郭海艳、黄明、王利刚、阚洪贵、李军、段英涛。II汽车用纤维增强复合材料层合板高应变速率拉伸试验方法范围条件、试验过程、试样要求、试验数据处理及试验报告要求。本文件适用于采用液压伺服型试验系统应变率为1-s-1～13-1，试验温度为10～350.3mm～3mm以内的汽车用纤维增强复合材料层合板高应变速率拉伸试验。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GB/T3354—2014 定向纤维增强聚合物基复合材料拉伸性能试验方法GB/T3961 纤维增强塑料术语GB/T1040.4—2006 塑料 拉伸性能的测定 第4部分各向同性和正交各向异性纤维增强复合料的试验条件GB/T30069.2—2016 金属材料高应变率拉伸试验方法 第2部分：液压伺服控制及其它控制系统术语和定义GB/T3961界定的术语和定义适用于本文件。试验原理GB/T1040.4—2006中对样品尺寸的说明，明确了哑铃型样品不应用于多向性连续纤维增强材料，矩形样品可适用于纤维增强复合材料拉伸测试。的应变速率敏感性，在高于GB/T3354—2014应力和应变，试验的最大应变速率为1s-。试验设备（或加载能够提供恒定作动速率的试验机均能满足本标准的试验要求。在应变速率小于1-1-1采用开环控制，但应具备采取特殊的措施来使试验过程的作动速率保持恒定或在可接受的极限范围内。对于本标准推荐的试样，可以采用液压伺服驱动下落运动单元、飞轮冲击、落锤等系统。时间，同时也能使夹持部分和传感器系统保持尽可能高的固有频率。试验条件试验温度除另有规定（如高低温）外，试验应在试验温度10℃～35的试验应在报告中注明相关环境条件参数。试样要求试样形状（数字图像相关或光学引伸计等，宽度的尺寸推荐见公式（1）和（2）：L02 (1)b0式中：——试样测试部分长度，单位为毫米（mm）；——试样测试部分宽度，单位为毫米（mm）。b02 (2)a0式中：——试样测试部分厚度，单位为毫米（mm）。典型样件尺寸如图1所示，推荐测试段长度为20mm图1 典型试样尺寸2试样制备（韧性的温度不能高于层合板成型温度。推荐从零部件上直接取样。样件裁剪时样件外廓应距板材边缘（已切除工艺毛边）30mm以上，最小不得小于200.1mm（禁止用油干燥处理。室标准环境下至少放置24h，若不具备实验室标准环境条件，试样可在干燥器内至少放置24h。试样数量每种条件下的试验至少准备5片试样，并能够得到至少3组有效试验。试验过程试验速度应变速率按照GB/T30069.2—2016v0可用来估算试验前能够达到的名义工程应变速率om式中：

(3)L0nom ——名义工程应变速率，单位为每秒（-1）；nomv0——初始位移速率，单位为毫米每秒（mm/s）；L0——样品测试段长度，单位为毫米（mm）。，以所记录的应变速率与估算值存在偏差。pl1t与最大力处的时间式中：

plPt(sttfgtm) 4)pl

——表示在屈服强度或1%应变处的时间t与最大力处的时间tFm中间阶段与时间相关应变速率3的平均值；t ——时间，单位为秒（s）；tFm——最大力处的时间，单位为秒（s）； ——该时刻应变率，单位为每秒（-）。应变速率A生断裂所需时间tf按照公式（5）进行计算：A/tf (5)式中：——平均工程应变速率，单位为每秒（-1）；A——断后伸长率（%）；tf——发生断裂所需时间，单位为秒（s）。区的局部应变速率没有关联。将应变信号与时间微分可获得及时应变速率信号e(t)，在整个试验中，该参数提供更详实的应变速（或应变相关应变速率。试验报告中的应变速率是指特征应变速率，若工程应变速率与平均工程应变速率的偏差小于10%，10时工程应变速率曲线，并讨论。1%瞬时应变速率与特征应变速率之间的偏差不超过15%。（弹性阶段变速率曲线由振动信号叠加，因而很难获得清楚的结果。（如310%），在该范围内求应变速率的平均值。力值测量记录于力-位移曲线中。此时，内在的材料变形行为类似一种力振荡现象。作动器的速度越高，振荡现象越强烈。4速率，从而影响试验材料测试结果的准确性。u对于应变速率小于1s-1f()至少需要1kz，对于高应变速率应采用公式u（6）确定力测量的上频率极限fu：u式中：u

f1000(6)fu；——平均工程应变速率，单位为每秒（s-。数据采集载荷与位移数据测量系统的采样频率应以不低于载荷测量系统的上频率极限的4倍进行采集并记录。这些采集数据可作为试验结果的原始数据部分。随后的分析可减少原始数据对。试验数据处理拉伸强度按照公式（7）计算，结果保留3位有效数字。t(7)t式中：

a0b0t——拉伸强度，单位为兆帕（MPa；x。低强度方向试样拉伸弹性模量在0.0005和0.00150.001～0.003纵向应变范围内计算，见计算公式（8），结果保留3为有效数字：式中：

Et

Pla0b0l

................................................................................(8)Et——拉伸弹性模量，单位为兆帕（MPa）；P——载荷增量，单位为牛顿（N）；L——与P对应的试验机记录的工作段长度变形增量，单位为毫米（mm）。纵向拉伸应变按照下公式（9）计算，结果保留3位有效数字。L (9)L0式中：——纵向拉伸应变，单位为1。纵向拉伸破坏应变按照公式（10）计算，结果保留3位有效数字。5式中：

lt

(10)L0lt——纵向拉伸破坏应变，单位为1；Llt——试样破坏时纵向变形量单位为毫米（mm）。试验报告要求试验报告应包括所有与试验程序和试样结果相关的信息。试样项目名称和执行标准。试验人员、试验时间和地点。试样来源及制备情况，材料（包括复合材料、加强片和胶粘剂）品种及规格。试样铺层形式、编号、形状和尺寸、外观质量及数量。试验温度、相对湿度、试样状态调节参数和结果。试验设备及仪器的型号、规格及计量情况。与本标准的不同之处，试验时出现的异常情况。试验结果，包括：每个试样的最大载荷；计算弹性模量的应变范围；每个试样的拉伸强度及样本的算术平均值、标准差和离散系数；每个试样的拉伸弹性模量及样本的算术平均值、标准差和离散系数；每个试样的破坏应变及样本的算术平均值、标准差和离散系数。载荷测量的方式。应变测量的方式。3试验过程中，试验应变可通过光学测量系统对试样的标距内的动态变化获取。6T/CSAE207T/CSAE207—202177参 考 文 献GB/T3354—2014 定向纤维增强聚合物基复合材料拉伸性能试验方法ISO26203-2:2011 Metallicmaterials.Tensiletestingathighstrainrates.Part2:Servo-hydraulicandothertestsystemsASTMD1002-2010(2019) StandardTestMethodforApparentShearStrengthofSingle-Lap-JointAdhesivelyBondedMetalSpecimensbyTensionLoading(Metal-to-Metal)ASTMD3039/D3039M-2017 StandardTestM