《纤维增强聚合物基复合材料层合板拉伸性能试验方法》编制说明

《纤维增强聚合物基复合材料层合板

拉伸性能试验方法》

编制说明

1、工作简况

制定本标准任务来源于CSTM标准委员会航空材料领域委员会2019年下达的

计划，标准计划编号为CSTMLX00280-2019。2019年开始制定工作，2020年完

成。

中国航发北京航空材料研究院承担标准主编工作，参编单位包括:中国直升

机设计研究所、沈阳飞机工业（集团）有限公司、中航复合材料有限责任公司和

中国航发商用航空发动机有限责任公司。

工作组成员名单如下：

成员姓名所在单位职称分工

邓立伟中国航发北京航空材料研究院高工方案制定、标准编写、验证试验

陈新文中国航发北京航空材料研究院高工验证试验、数据处理

王海鹏中国航发北京航空材料研究院高工标准资料收集、验证试验

何志平中国直升机设计研究所高工标准技术内容分析讨论

马丽婷中国航发北京航空材料研究院高工标准资料收集、组织初稿讨论

杨国腾沈阳飞机工业（集团）有限公司研究员标准技术内容分析讨论

王雅娜中国航发北京航空材料研究院工程师标准资料收集、组织初稿讨论

张代军中国航发北京航空材料研究院高工标准技术内容分析讨论

郑林峰中国直升机设计研究所工程师标准技术内容分析讨论

朱凯中航复合材料有限责任公司研究院标准技术内容分析讨论

中国航发商用航空发动机有限责

王祯鑫高工标准技术内容分析讨论

任公司

杨洋中国航发北京航空材料研究院工程师标准资料收集、组织初稿讨论

2、标准化对象简要情况及制修订标准的原则

2.1标准化对象简要情况

国外复合材料拉伸试验标准有：ASTMD3039、ASTMD638、SACMASRM4R、

SACMASRM9和ISO527-4，ASTMD638不适用于模量超过20GPa的树脂基复合

材料性能测试。ASTMD3039对试验机的装夹的要求需要完善，对90°单向试验

件的夹持要求不尽合理，且不完全适用于高温环境下的0°拉伸性能测试。SACMA

SRM4R仅适用于测定由高模量连续纤维（>20GPa）增强的树脂基复合材料的面

内拉伸性能。SACMASRM9为定向正交铺层纤维—树脂基复合材料拉伸试验方法，

其强度性能通过推导得出，其结果的准确性业内尚未形成广泛共识。

国内复合材料拉伸试验标准有：GB/T3354和GB/T1447。GB/T3354除了

存在D3039存在的问题以外，还存在对非.室温条件下的保温时间规定过于宽泛

等问题。GB/T1447标准参照ISO527-4:1997制定，兼顾了D638和D3039中的

测试方法，但存在一些差异。相比之下，该标准的内容显得大而广，不够小而精，

在关键问题上，没有明确的规定，例如：弯曲的控制、试样制备工艺、加强片（如

果用）的材质和制备等，在这些内容上需要进一步改进。

2.2制修订标准的原则

目前，国内外主要的聚合物基复合材料拉伸试验方法已经不能很好满足材料

性能测试需求，急需制定技术内容更系统、合理、适用范围更广的测试方法。

本标准是在借鉴国内外主要的聚合物基复合材料拉伸试验方法基础上，结合

多年研究成果制定。

3、采用国际标准和国外先进标准情况

本标准没有直接采用国际标准和国外先进标准，但部分技术内容借鉴了

ASTMD3039/D3039M-14《聚合物基复合材料拉伸性能标准试验方法》和SACMA

4R-94《定向纤维—树脂基复合材料拉伸性能SACMA推荐测试方法》本方法是关

于聚合物基复合材料拉伸性能标准试验方法。本次标准制订，借鉴了ASTM

D3039/D3039M-14的两个重要技术内容，借鉴了SACMA4R-94的一个重要技术内

容。

1）借鉴了ASTMD3039/D3039M-14中的试样形式，为矩形直条形试样；

2）借鉴了ASTMD3039/D3039M-14中弯曲百分比的测量；

3）借鉴了ASTMD3039/D3039M-14中试样破坏模式的描述方法；’

4）借鉴了SACMA4R-94中试样厚度的要求。

4、标准主要内容确定依据

1）标准名称

标准名称采用“聚合物基复合材料”，而不是“树脂基复合材料”，具体理由

如下：

A、当前最新版GB中纤维复合材料力学性能试验方法名称中均使用“聚合物

基复合材料”；

B、ASTMD30委员会关于复合材料的力学性能试验方法名称中材料的表述均

使用“polymermatrixcomposites”（聚合物基复合材料），而不是“resinmatrix

composites”（树脂基复合材料）。

2）适用范围

适用于纤维增强聚合物基复合材料，纤维主要包括：碳纤维、玻璃纤维、芳

纶纤维和聚酰亚胺纤维等。与ASTMD3039和SACMA4R-94相比，扩大了的应用

范围。

3）试样

借鉴了ASTMD3039对试样长度和宽度的规定，借鉴了SACMA4R-94对试样

厚度的规定。借鉴了ASTMD3039中对加强片的相关规定，如斜削角度。但也与

区别，测试90︒单向材料时不要求粘贴加强片，而是采用衬垫砂布夹持的方式。

4）非标准试验环境条件

借鉴了DOTFAA03-19中的有关规定，同时对保温时间的规定更加严格。

5、主要试验（或验证）结果的分析

1、扩大适用范围的验证

采用修订后的标准技术参数分别对玻纤织物复合材料（5231/EW180B）、芳纶

纤维复合材料复合材料（3233/023A）和聚酰亚胺纤维复合材料进行了成功测定，

证明了玻璃纤维增强聚合物基复合材料、芳纶纤维增强聚合物基复合材料和聚酰

亚胺纤维增强聚合物基复合材料均适用于本方法。

2、90︒单向复合材料拉伸试样不粘贴加强片的验证

通过试验发现90︒单向复合材料拉伸试样不需要粘贴加强片，采用一定目

数的砂布辅助夹持即可成功测试。粘贴加强片反而存在两方面缺点，一是增加制

样成本，二是增加制样难度，不利于获得准确的性能数据。

6、与有关的现行的方针、政策、法律、法规和强制性标准的关系

本标准与现行国家法律、法规及国家标准、国家军用标准、行业标准无冲突，

技术内容比相关方法更先进，更完善。

7、重大分歧意见的处理经过和依据

无。

8、预期的社会、经济效果

该测试方法普遍适用于各类定向纤维增强的聚合物基复合材料拉伸性能测

试，可供各行业相关研究人员使用，具有广泛的社会效应。同时，该标准可很大

程度上帮助科研人员避免无效试验，共提供了比较全面的测试项目，帮助企业节

省成本，具有一定的经济效益。

9、贯彻标准的要求和措施建议

1）鉴于国内复合材料相关试验标准技术内容普遍落后，为正确表征和测定

纤维增强聚合物基复合材料的拉伸性能，应大力宣贯修订后标准试验方法。

2）当测试材料非碳纤维增强聚合物基复合材料时，不建议大批量制样测试，

应先小批量制样，确定可获得有效的破坏模式后，再大批量制样测试。

10、废止有关标准的建议

无。

11、标准涉及专利情况说明

无。

12、重要需要说明的事项

本标准编制所参考的资料清单如下：

[1]ASTMD3039/D3039M-14聚合物基复合材料拉伸性能标准试验方法

[2]ASTMD638-08塑料拉伸性能标准试验方法

[3]SACMA9-94定向正交铺层纤维—树脂基复合材料拉伸性能SACMA推荐测试

方法

[4]ISO527-4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

维增强塑料复合材料的试验条件

[5]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

[6]GB/T1447-2005纤维增强塑料拉伸性能试验方法

CSTM团体标准

编制说明

标准名称纤维增强聚合物基复合材料层合板拉伸性

能试验方法

主编单位中国航发北京航空材料研究院

计划编号CSTMLX00280-2019

填报时间2019.08.28

《纤维增强聚合物基复合材料层合板

拉伸性能试验方法》

编制说明

1、工作简况

制定本标准任务来源于CSTM标准委员会航空材料领域委员会2019年下达的

计划，标准计划编号为CSTMLX00280-2019。2019年开始制定工作，2020年完

成。

中国航发北京航空材料研究院承担标准主编工作，参编单位包括:中国直升

机设计研究所、沈阳飞机工业（集团）有限公司、中航复合材料有限责任公司和

中国航发商用航空发动机有限责任公司。

工作组成员名单如下：

成员姓名所在单位职称分工

邓立伟中国航发北京航空材料研究院高工方案制定、标准编写、验证试验

陈新文中国航发北京航空材料研究院高工验证试验、数据处理

王海鹏中国航发北京航空材料研究院高工标准资料收集、验证试验

何志平中国直升机设计研究所高工标准技术内容分析讨论

马丽婷中国航发北京航空材料研究院高工标准资料收集、组织初稿讨论

杨国腾沈阳飞机工业（集团）有限公司研究员标准技术内容分析讨论

王雅娜中国航发北京航空材料研究院工程师标准资料收集、组织初稿讨论

张代军中国航发北京航空材料研究院高工标准技术内容分析讨论

郑林峰中国直升机设计研究所工程师标准技术内容分析讨论

朱凯中航复合材料有限责任公司研究院标准技术内容分析讨论

中国航发商用航空发动机有限责

王祯鑫高工标准技术内容分析讨论

任公司

杨洋中国航发北京航空材料研究院工程师标准资料收集、组织初稿讨论

2、标准化对象简要情况及制修订标准的原则

2.1标准化对象简要情况

国外复合材料拉伸试验标准有：ASTMD3039、ASTMD638、SACMASRM4R、

SACMASRM9和ISO527-4，ASTMD638不适用于模量超过20GPa的树脂基复合

材料性能测试。ASTMD3039对试验机的装夹的要求需要完善，对90°单向试验

件的夹持要求不尽合理，且不完全适用于高温环境下的0°拉伸性能测试。SACMA

SRM4R仅适用于测定由高模量连续纤维（>20GPa）增强的树脂基复合材料的面

内拉伸性能。SACMASRM9为定向正交铺层纤维—树脂基复合材料拉伸试验方法，

其强度性能通过推导得出，其结果的准确性业内尚未形成广泛共识。

国内复合材料拉伸试验标准有：GB/T3354和GB/T1447。GB/T3354除了

存在D3039存在的问题以外