GBT 41762.2-2022 纤维增强塑料复合材料 层合板厚度方向性能的测定 第2部分：弯曲试验测定碳纤维单向层合板的弹性模量、强度和威布尔尺寸效应

纤维增强塑料复合材料层合板厚度方向性能的测定第2部分：弯曲试验properties—Part2:Determi(ISO20975-2:2018,国家标准化管理委员会国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会I Ⅲ IV 12规范性引用文件 1 1 2 36仪器设备 3 4 5 6 811试验报告 8附录A(资料性)实验室间试验获得的精密度数据 参考文献 ⅢGB/T41762.2—2022/ISO20975-2:2018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》的规定本文件是GB/T41762《纤维增强塑料复合材料层合板厚度方向性能的测定》的第2部分。本文件等同采用ISO20975-2:2018《纤维增强塑料复合材料层合板厚度方向性能的测定第2部随着纤维增强塑料复合材料应用领域的不断扩大 两个部分都能评价厚度方向性能，但试验方法不同，第1部分采用拉伸和本文件提供了一种三点弯曲试验方法，用以测定碳纤维增强塑料复合材料单向层合板的厚度方向1GB/T41762.2—2022/ISO纤维增强塑料复合材料层合板厚度方向性能的测定第2部分：弯曲试验ISO291塑料试样状态调节和试验的标准环境(Plastics—-StandardatmospheresforISO1268-1纤维增强塑料试验板制备方法第1部分：通则(Fibre-reinforcedplastics—Methodsofproducingtestplates—Part1:GeneralconditiISO1268-4纤维增强塑料试验板制备方法第4部分：预浸料模塑(Fibre-reinforcedplastics—Methodsofproducingtestplates—Part4:Mouldingofprepregs)ISO2818塑料机械加工制备试样(Plastics—Preparationoftestspecimensbymachining)ISO5893橡胶和塑料试验设备拉伸、弯曲和压缩型(恒速驱动)规范[Rubberandplasticstestequipment—Tensile,flexuralandcompressiontypes(constantrateoftraverse)—Specification]ISO20501精细陶瓷(先进陶瓷、先进技术陶瓷)强度数据的威布尔统计[Fineceramics(ad-vancedceramics,advancedtechnicalcer2GB/T41762.2—2022/ISOLPσDEσEm3GB/T41762.2—2022/ISO20975-2:2018来测定厚度方向性能。由于强度依赖于尺寸效应，应通过拉伸强度和有效体积对尺寸效应进行定量应按5.1规定的条件进行试验。试验机应符合ISO5893和6.1及6.2的规定。试验速率应能保持恒定，符合ISO5893的规定。两个支座及中心加载压头的位置如图1所示。支座及加载压头的圆角半径分别为2mm±0.2mm4GB/T41762.2—2022/ISO20975-2:2018位移传感器应在挠度的整个测量范围内有效。使用位移传感器应在相关方之间达成一致。位移传感器运行所需的力不应超过试样破坏载荷的1%。7试样试样的形状和尺寸应符合表1的规定。宽度b厚度t长度1跨距应大于试样厚度的25倍。试样长度中部三分之一区段内任意一点的厚度偏差不应超过平均厚度的2%,宽度偏差不应超过5平均宽度的3%。试样的长度应从表1中选择，或在L/t>25GB/T41762.2—2022/ISO20975-2:2018试验板的制备应按ISO1268-1和ISUD-CFRP试验板如图2所示。面内纤维方向、垂直面内纤维方向和厚度方向分别定义为1方向、2方向和3方向。应将试样紧贴在直尺、直角尺或平板上，目视观测或用千分尺对试样进行测量若不需要估算有效体积和威布尔模数，应至少测试5个试样。若需要估算有效体积和威布尔模数，应至少测试30个试样。6GB/T41762.2—2022/ISO8.2放置试验夹具并调整跨距。跨距应大于试样厚度的25倍。8.3试验速率按公式(1)计算：v——试验速率，单位为毫米每分(mm/min);S.应变速率，单位为每分(min-¹)L——弯曲试验跨距，单位为毫米(mm);t——试样厚度，单位为毫米(mm)。8.4试样居中放置在支座上。8.5在整个试验过程中，连续记录载荷和位移。8.6如需要，用尺子或卡尺测量破坏位置。出现在加载压头区域附近的破坏模式为可接受的，见图3。图3可接受破坏示例9.1厚度方向拉伸应力厚度方向拉伸应力按公式(2)计算： (2)式中：σ——厚度方向拉伸应力，单位为兆帕(MPa);b——弯曲试样宽度，单位为毫米(mm);t——弯曲试样厚度，单位为毫米(mm)。9.2厚度方向拉伸强度厚度方向拉伸强度按公式(3)计算： (3)式中：0——厚度方向拉伸强度，单位为兆帕(MPa);P最大载荷或破坏载荷，单位为牛顿(N);L——弯曲试验跨距，单位为毫米(mm);7b——弯曲试样宽度，单位为毫米(mm);t——弯曲试样厚度，单位为毫米(mm)。9.3弯曲试验威布尔模数通过弯曲试验按ISO20501规定的程序估算威布尔模数。9.4弯曲试样有效体积弯曲试样有效体积按公式(4)计算：式中：V——弯曲试样有效体积，单位为立方毫米(mm³);b——弯曲试样宽度，单位为毫米(mm);t——弯曲试样厚度，单位为毫米(mm);72厚度方向强度数据的威布尔模数。9.5厚度方向拉伸应变厚度方向拉伸应变按公式(5)计算：式中：e——厚度方向拉伸应变，无量纲；t——弯曲试样厚度，单位为毫米(mm);L——弯曲试验跨距，单位为毫米(mm)。9.6厚度方向拉伸破坏应变厚度方向拉伸破坏应变按公式(6)计算：式中：er——厚度方向拉伸破坏应变，无量纲；t——弯曲试样厚度，单位为毫米(mm);D₁——破坏时的挠度，单位为毫米(mm);L——弯曲试验跨距，单位为毫米(mm)。9.7厚度方向拉伸模量模量是应力差(a”—a′)与相应的应变差(e”一e')之间的比值，其中，e"=0.003和e'=0.001。厚度方向拉伸模量按公式(7)计算：8GB/T41762.2—2022/ISO20975-2:2018e'——厚度方向拉伸应变，等于0.00 (8) (9)Cy——离散系数，%;x——平均值；n——试样数量。为验证本试验方法而进行实验室间试验的细节以及从试验中获得的精密度数据见附录A。a)本文件名称和编号；b)加载方法(弯曲方法);d)试样的制备方法及其任何细节；e)机械加工方法；f)试样数量；j)试验机和位移传感器的详细说明；k)跨距；1)弯曲试验的跨厚比(L/t);m)试验速率；9GB/T41762.2—2022/ISO(资料性)为获得纤维增强聚合物基复合材料层合板厚度方向性能试验方法的精密度数据，进行了实验室间试验。对于材料1,由8个实验室按本试验方法进行试验。实验室间试验的组织和结果分析符合材料1:通过热压罐成型工艺制备的碳纤维/环氧树脂单向层合板。A.3结果rR1s,——重复性标准差，即在重复性条件下所得测试结果的标准5R——再现性标准差，即在再现性条件下所得测试结果的标准注：定义见参考文献[1].1GB/T41762.2—2022/ISOErR1注：变量的定义见表A.1。1注：变量的定义见表A.1。[2]ASTMD7291Standardtestmethodforthrough-thicknesE,YOKOZEKIT,HATTAH,ISHIKAWAT,IWfmethod.Composites:PartA201[4]HARAE,YOKOZEKIT,HATTAT.Comparisonofout-ofplanetensilestrengthsofalignedCFRPobtainedby3-pointbendinganddi-rectloadingtests.Composite[5]HARAE,YOKOZEKIT,HATTAH,IWAHORIY,ISHIKAWAT.CFRout-of-planetensilemodulusdeterminedbydirectloading.Composites:PartA2010;41:1538-44[6]JISK7096Testmethodforthrou[7]ISO5725-1Accuracy(truenessandprecision)of[8]ISO5725-2Accuracy(truenessandprecision)ofPart2:Basicmethodforthedeterminationofrepeatabilityandreproducib[9]ISO5725-6Accuracy(truenessand