T∕CSTM00284-2020纤维增强聚合物基复合材料层合板开孔压缩性能试验方法

06-19发布-09-19实施IT/CSTM00284—2020前言本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。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。1T/CSTM00284—2020纤维增强聚合物基复合材料层合板开孔压缩性能试验方法本标准规定了纤维增强聚合物基复合材料层合板开孔压缩试验方法的试样、试验设备、试验条件、试验步骤、结果计算和试验报告。本标准适用于连续纤维增强聚合物基复合材料层合板开孔压缩性能的测定。2规范性引用文件凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T1446纤维增强塑料性能试验方法总则JJG762引伸计检定规程3方法原理直4试样4.1试样形状和尺寸样长度，见表2。试样厚度为3mm~5mm，推荐4mm。图1试样示意图2T/CSTM00284—2020表1试样几何尺寸单位为毫米36±0.2063~5长度l表2未发生破坏时的试样长度选择物基复合材料复合材料-4.2试样制备试样制备按GB/T1446规定进行。制孔时应避免孔周围的材料出现分层或其他损伤。4.3试样数量每组有效试样不少于5个。5试验设备5.1试验机与测试仪器试验机和测试仪器应符合GB/T1446中的规定。引伸计和和非接触测量系统应变测量精度按JJG762进行计量，准确度为应为0.5级或优于0.5级。5.2环境箱环境箱的控制精度应满足试验要求，经计量检定合格，并在有效期内使用。5.3扭矩扳手扭矩扳手的精度应满足试验要求，经计量检定合格，并在有效期内使用。5.4试验夹具推荐开孔压缩夹具见图2~图5。3T/CSTM00284—2020图2开孔压缩试验夹具示意图图3长夹板示意图图4短夹板示意图4T/CSTM00284—2020图5支持板示意图6试验条件6.1试验环境条件6.1.1实验室标准环境条件试验标准环境条件应符合GB/T1446的规定。6.1.2非实验室标准环境条件6.1.2.1高温试验环境条件6.1.2.2低温试验环境条件6.2试样状态调节6.2.1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。6.2.2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。5T/CSTM00284—2020试样在密封袋内储存的时间不超过14d。6.3应变计安装若需要，在其工作段表面(位置见图1)粘贴应变计。6.4引伸计的安装若需测量孔附近的应变响应，则在长夹持夹具的缺口处对试样的侧边安装一个或两个引伸计。7试验步骤7.1试验前准备陷和不符合尺寸及制备要求者，应予作废。为每个试样编号。7.1.3用游标卡尺测量试样开孔处和贴片点截面处(若有)的宽度w，孔径D和从孔边缘到试样宽度m应变，则在尺寸测量前在试样表面制作散斑。7.2试样安装7.2.1.1将试样安装在夹具中，使试样两端与夹具两端平齐，试样的孔位于夹具缺口的中心。拧紧与7.2.1.2将试样-夹具组合件夹持于试验机夹头中(见图6)，使其中心线与试验机夹头中心线保持一致，夹持长度为5mm~80mm，推荐夹持长度为80mm。7.2.2.1将试样安装于试验夹具中，使试样机械加工的两端与夹具两端平齐，这可使试样的孔位于夹6短夹板T/CSTM00284—202短夹板短短夹板长夹板与短夹板之间的间隙右侧短夹板右侧短夹板左侧长夹板长夹板支撑板用测隙规检测长夹板-试件的间隙和长夹板-支撑板的间隙长夹板楔形夹块(4块)长夹板支撑板试件左侧试件图6试验方法A夹持示意图(液压夹持加载)7.2.2.3将夹具放置于试验机的两个平台之间(见图7)，使试验夹具的中心线与试验机夹头的中心左侧左侧长夹板(2处)右侧短夹板左侧长夹板支撑板用测隙规检测长夹板-试件的间隙和长夹板-支撑板的间隙短夹板短夹板加载平台长夹板与短夹板之间的间隙支撑板试件长夹板加载平台右侧短夹板长夹板试件图7试验方法B安装示意图(端部加载)7.3应变测量层7T/CSTM00284—20207.4试验表3失效模式代码第一个字母第一个字母第二个字母第三个字母破坏形状代码破坏区域代码破坏位置代码角铺层A工作段G中间M横向L————多模式M————图8开孔压缩有效失效模式示意图8结果计算8.1开孔压缩强度按公式(1)计算开孔压缩强度，结果保留三位有效数字。p=——开孔压缩强度，单位为兆帕(MPa)；P——破坏前的最大力，单位为牛(N)；w——开孔处的试样宽度，单位为毫米(mm)；h——开孔处的试样厚度平均值，单位为毫米(mm)。8T/CSTM00284—20208.2有效模量按公式(2)计算有效模量，结果保留三位有效数字。PPE=21x()wh„„„„„„„„„„„„„„„„„21Ex——有效弹性模量，单位为兆帕(MPa)；P1——应变为0.001mm/mm时的载荷，单位为牛(N)；P2——应变为0.003mm/mm时的载荷，单位为牛(N)；——应变测量点，为0.001，单位为毫米每毫米(mm/mm)；1——应变测量点，为0.003，单位为毫米每毫米(mm/mm)；2w——试样的平均的宽度，单位为毫米(mm)；h——贴片处试样厚度的平均值，单位为毫米(mm)。8.3弯曲百分比按公式(3)计算侧向弯曲百分比，结果保留三位有效数字。B=fb×100%„„„„„„„„„„„„„„„„„yf+bf——试样一侧安装的引伸计显示的应变，单位为毫米每毫米(mm/mm)；b——试样另一侧安装的引伸计显示的应变，单位为毫米每毫米(mm/mm)；弯曲的纵向应变检查点，推荐采用0.002mm/mm。8.4破坏应变采用应变计或光学非接触方式测量破