碳纤维增强塑料和金属组合件 拉伸搭接剪切强度的测定

ICS83.120

CCSQ23

中华人民共和国国家标准

GB/T20XX—XXXX

`

碳纤维增强塑料和金属组合件

拉伸搭接剪切强度的测定

Carbonfibrereinforcedplasticsandmetalassemblies—

Determinationofthetensilelap-shearstrength

（ISO22841:2021，IDT）

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施

GB/T20XX—XXXX

碳纤维增强塑料和金属组合件

拉伸搭接剪切强度的测定

1范围

本文件规定了由碳纤维增强塑料(CFRP)和金属单搭接胶接的组合件拉伸搭接剪切强度的测定方法。

本文件也规定了胶接组合件试样的制备方法及测试的条件。本文件适用于评估粘接碳纤维增强塑料

（CFRP）和金属材料的胶粘剂的适用性。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T2918塑料试样状态调节和试验的标准环境

GB/T2943胶粘剂术语

3术语和定义

GB/T2943界定的术语和定义适用于本文件。

4原则

胶粘剂拉伸搭接剪切强度是在平行于粘接面且在试样主轴方向上施加一拉伸力，测出的碳纤维增强

塑料(CFRP)和金属材料单搭接粘接处的剪切应力。

注：单搭接胶接试样经济、实用且易于制备，是目前应用于胶粘剂、粘结制品的开发、评价和对比研究，包括制造

品质控制方面最为广泛的应用形式。

5装置

5.1尺寸测量装置：如游标卡尺或千分尺，用于测量试样的宽度和厚度，精度至少为0.05mm。

5.2拉力试验机：选择使用的拉力试验机应使试样的破坏载荷在满标负荷的10%～80%之间。试验机的

响应时间应足够短以保证断裂时间判定的准确性。试验机力值示值误差不得大于1%。试验机应保持第

10章中所规定的恒定的速度。可选用具有载荷变化均匀的试验机,试验机应配置一对合适的夹具用于夹

持试样。加载时,夹具及其附件与试样无相对移动,保证试样长轴与施力方向一致,并与夹具中心线保持

一致。

6试样

1

GB/T20XX—XXXX

试样由碳纤维增强塑料(CFRP)和金属组件单搭接胶接构成，应符合图1和图2所示的形式和尺寸。按

本章节和第7章节所述，从准备的试样板上切取6根试样，箭头b标记的两处狭窄的切口尺寸位置应相互

对齐。

图中，

1碳纤维增强塑料(CFRP)，厚度=（3.0±0.3）mm

2胶粘剂层

3金属，厚度=（3.0±0.25）mm

a切割至胶粘剂层，但不超过胶粘剂层。

b狭窄切口宽度。

图1试样

2

GB/T20XX—XXXX

图中，

a试样间距

图2试样切割（推荐）示意图

3

GB/T20XX—XXXX

7试样板制备

7.1分别将金属和碳纤维增强塑料(CFRP)切割成合适的尺寸，构成一组胶接用板状样块；

7.2按照胶粘剂厂商规定的操作方式配制胶粘剂；

7.3由利益相关方商定是否对胶接面进行打磨；

7.4按照胶粘剂厂商规定的要求，将胶粘剂涂覆至金属样块或者碳纤维增强塑料(CFRP)样块上，并在

规定的晾晒时间后，按第六章节的规定，将金属和碳纤维增强塑料(CFRP)样块沿涂覆胶粘剂面进行胶接

形成双层试样板；

7.5依据规定的条件对双层试样板进行加压，同时遵照粘接剂厂商指定的或由用户与测试机构商定的

固化时间和条件对其进行后固化操作，并记录相关信息。

8调节

应在GB/T2918规定的一种标准大气环境下或是客户与测试机构商定的环境下进行试样调节和测试。

9试样的制备

9.1按图1所示的尺寸从双层试样板上裁切试样。试样应距离样板边缘合适的距离以避免样板的边缘

效应给测试带来的影响，这主要是通过双刃铣刀或其他合适的切割工具在样板上初次切割槽口到合适的

宽度、厚度和位置来实现；

9.2按图1和图2所示给试样开槽，试样的槽口深度为金属或碳纤维增强塑料(CFRP)层的厚度，并应

保证金属层、碳纤维增强塑料(CFRP)层被完全切断；

9.3从样板上裁切单根试样；

9.4按序将裁切的试样进行编号，并能确保追溯每根试样在样板上的初始位置；

9.5从每块样板上取均匀且数量相等的试样进行测试。

10程序

10.1通过拉力试验机夹具的钳口夹持试样，使试样的槽口露出钳口大约5mm。

10.2确保拉力试验机上下夹具完全处于对中状态且试样的中轴线与上下钳口的中轴线一致，从而保证

试样在实验系统中完全对中；

10.3按编号顺序依次测试每块样板上的试样，并根据以下规则交替更换试样的夹持方向：同一组试样

中，如果某根试样的上槽口夹持方向向左，那么下一根试样的上槽口夹持方向应向右；

10.4除非拉伸测试的速度另有商定，应设定合适的拉伸速度保证试样在（60±20）s内破坏，并在报

告中记录拉伸速度。

11精密度

精密度数据见附录A。

12计算和结果表示

4

GB/T20XX—XXXX

测试结果用有效试样的破坏载荷（N）或拉伸剪切强度（MPa）的算术平均值表示。拉伸剪切强度（MPa）

的计算方法是:断裂破坏载荷（N）除以剪切面积（mm2）。

13试验报告

试验报告应包括以下内容：

a）本文件编号。

b）被测胶粘剂的完整表述,包括型号、来源、制造商代码、批号、形态等等。

c）试材的完整表述,包括材料性质和表面处理。

d）粘接过程的表述,包括胶粘剂的使用方法,干燥和预处理条件(当需要时),固化或凝固时间,固化温

度和压力。

e）胶层成形后的平均厚度(实际厚度),以及控制厚度的方法。

f）试样的完整描述,不论是单片制备或是平板制备,都应包括粘接部位的尺寸、构造。如果试样为平

板制备,应描述平板数量、切片过程、条件以及试样个数。

g）试样制备及测试的环境参数。

h）测试速度(载荷的加载速度)。

i）每个试样的破坏载荷或拉伸剪切强度,算术平均值和标准偏差。

j）描述任何与规定程序的差异和任何有可能影响结果的事件。

5

GB/T20XX—XXXX

附录A

（资料性）

精密度——循环比对试验

A.1试验条件(拉伸拉剪强度)

A.1.1试验试件

试件形状(见图1)；

所有试样件均统一由日本实验室制备并交付给参与循环比对试验的各家实验室。

A.1.2试验速度

2.5mm/min。

A.2参与循环比对试验的实验室

日本、中国、印度、德国、英国。

A.3表a.1是五个实验室(日本、中国、印度、德国、英国)采用由统一来源制备和分发的同一材料获

取“拉伸剪切强度”的循环对比试验结果。

A.4表A.2包含ISO5725-2输出的统计结果。

注意:由于实验室数量有限，以下对r和r的解释仅旨在提供一种有意义的方式来考虑这种测试方

法的近似精度，因为这些数据是基于本次循环比对试验结果而获得的，可能不代表其他批次、条件、材

料或实验室。

A.4.1重复性——在相同的测量条件下，同一测量对象在被连续测量后，测量结果之间的一致性。换句

话说，相同测量条件是保持实验室、操作人员、测试设备、测量方法均不变的情况下，在短时间内对同

一被测对象进行的。

A.4.2再现性——在不同测试条件下，同一测量对象在被连续测量后，测量结果之间的一致性。换句话

说，不同测量条件是指实验室、操作人员、测试设备均不同，但测量方法不变的情况下，在短时间内对

同一被测对象进行的。

A.5精密度数据

表A.1来源于五家实验室的拉伸剪切强度试验结果

实验室i拉伸剪切强度均值标准差变异系数

（MPa）（MPa）(%)

119.50.623.2

221.30.843.9

318.31.9610.7

423.31.446.2

520.65.3225.8

1

GB/T20XX—XXXX

表A.2拉伸剪切强度精密度数据

平均值

实验室数量重复性标准差s再现性标准差s

（MPa）rR

520.82.773.12

2

GB/T20XX—XXXX

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》的规定

起草。

本文件使用翻译法等同采用ISO22841：2021（E）《碳纤维增强塑料和金属组合件拉伸搭接剪切

强度的测定》及ISO于2022年2月10日发布的对2021版ISO22841的技术修改单，技术内容上与后两者完

全一致，仅做了下列编辑性修改：

a)更改了重复性与再现性的定义表述方式（见附录A）；

b)更改了表格中的列项名称表述（见附录A）。

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专利的责任。

本文件由南京玻璃纤维研究设计院有限公司提出。

本文件由全国碳纤维标准化技术委员会（SAC/TC572）归口。

本文件起草单位：

本文件主要起草人：

本标准及其所替代标准的历次版本发布情况为：

I

GB/T20XX—XXXX

碳纤维增强塑料和金属组合件

拉伸搭接剪切强度的测定

1范围

本文件规定了由碳纤维增强塑料(CFRP)和金属单搭接胶接的组合件拉伸搭接剪切强度的测定方法。

本文件也规定了胶接组合件试样的制备方法及测试的条件。本文件适用于评估粘接碳纤维增强塑料

（CFRP）和金属材料的胶粘剂的适用性。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T2918塑料试样状态调节和试验的标准环境

GB/T2943胶粘剂术语

3术语和定义

GB/T2943界定的术语和定义适用于本文件。

4原则

胶粘剂拉伸搭接剪切强度是在平行于粘接面且在试样主轴方向上施加一拉伸力，测出的碳纤维增强

塑料(CFRP)和金属材料单搭接粘接处的剪切应力。

注：单搭接胶接试样经济、实用且易于制备，是目前应用于胶粘剂、粘结制品的开发、评价和对比研究，包括制造

品质控制方面最为广泛的应用形式。

5装置

5.1尺寸测量装置：如游标卡尺或千分尺，用于测量试样的宽度和厚度，精度至少为0.05mm。

5.2拉力试验机：选择使用的拉力试验机应使试样的破坏载荷在满标负荷的10%～80%之间。试验机的

响应时间应足够短以保证断裂时间判定的准确性。试验机力值示值误差不得大于1%。试验机应保持第

10章中所规定的恒定的速度。可选用具有载荷变化均匀的试验机,试验机应配置一对合适的夹具用于夹

持试样。加载时,夹具及其附件与试样无相对移动,保证试样长轴与施力方向一致,并与夹具中心线保持

一致。

6试样

1

GB/T20XX—XXXX

试样由碳纤维增强塑料(CFRP)和金属组件单搭接胶接构成，应符合图1和图2所示的形式和尺寸。按

本章节和第7章节所述，从准备的试样板上切取6根试样，箭头b标记的两处狭窄的切口尺寸位置应相互

对齐。

图中，

1碳纤维增强塑料(CFRP)，厚度=（3.0±0.3）mm

2胶粘剂层

3金属，厚度=（3.0±0.25）mm

a切割至胶粘剂层，但不超过胶粘剂层。

b狭窄切口宽度。

图1试样

2

GB/T20XX—XXXX

图中，

a试样间距

图2试样切割（推荐）示意图

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GB/T20XX—XXXX

7试样板制备

7.1分别将金属和碳纤维增强塑料(CFRP)切割成合适的尺寸，构成一组胶接用板状样块；

7.2按照胶粘剂厂商规定的操作方式配制胶粘剂；

7.3由利益相关方商定是否对胶接面进行打磨；

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