碳纤维复合材料 层合板平面双轴试验方法 编制说明

《碳纤维复合材料层合板平面双轴试验方法》(征求意见稿)1 2 2 2 2 8 2要基础。2018年3月国家九部委联合发布的《新材料领航行动计划纤维复合材料层合板平面双轴试验方法》国家标准项目建议书和标文《关于下达2023年第一批推荐性国家标准计划及相关标准计划的通知》下达了制定《碳纤维复合材料层合板平面双轴试验方究设计院有限公司等。2023年5月，项目组向全国碳纤维纤维标准3角外括的十字形试验件容易在R拐角处先发生破坏。于9月进行第2024年6月，进行了第一次工作组会议，对标准草案进行了内2024年9月，对中心区域为菱形的试验件进行了实测，试验结4关注单一应力下的失效，不足以全面评价材料的力学性能。当机身、复合材料结构的设计水平取决于对其力学行为的分析和预测能5现阶段针对碳纤维复合材料层合板平面双轴的测试方法主要有36应力集中尽量小、初始破坏发《碳纤维复合材料层合板平面双轴试验方法》具有较强的通用7(3)可以直接获取试验区域的应力状态，不需要进行其余的附加当前对复合材料双轴性能进行研究的试样设计形式主要有偏轴8序号需验证点是否有文献支撑？现有结论1整体构型是采用外扩还是内收好？有在前期经过有限元分析和实际实验，发现外扩构型在R角区域有更大的应力集中，容易在此区域提前发生破坏，前期选择内收构型。但后期，将中间区域的方形区域变为菱形，R角的应力集中问题得到解决。考虑到外扩更容易设计和加工，最后选择外R+内部菱形的构2臂宽的影响有臂宽越小，中心区域应力越大，且两个加载臂最好宽度相等，以得到均匀的应力场。本标准推荐构型宽度为50mm。3臂长的影响无通过分析，臂长的影响可以忽略不4加强片与试验件厚度比有加强片越厚，中心区域应力越大，应该至少在4：1以上。5十字构型中的颈缩角有高维健文献中颈缩角最好在5-8°。本标准因为采用了外R，不9再有颈缩角。6构型拐角R角有R角越大，R区的应力集中越不明7试验件铺层有没有推荐？如果厚度增加，试验件长度和宽度要不要改变无推荐铺层为正交铺层。8加强片铺层有无影响，刚度有无影响无对比了正交铺层、45/-45铺层，以及均衡铺层，推荐正交铺层。加强片刚度越大，应力集中系数越小，加强片刚度大于试样最好。9中心减薄区的斜角的影响无推荐30度。直角或45度都会造成变厚度区的应力集中。中心减薄区的长宽比是不是跟着改变有加载应力比改变不需要改变构型。域，这种情况下加载臂会先发生破坏。构型B是在中心区域进行了机加减薄范围扩大，中心区域的应变进一步增加，但R区的应变也进一步集中，有可能先在R区破坏，从以上4种构型中，从中间区域应变或应力最高且应变场均匀的准则来判断，构型C是最为合适通过理论分析和实际验证，对于没有内收的R角构型，破坏发于这种构型，在有限元分析中可以显示中心区域应变均匀且R角处为了将力流引导到沿正交方向传递，减少R区的应力集中，参为了避免R角的应力集中以及胶层的提前破坏，参考墨西哥大学的博士论文《Experimentalinvestig模型在1538MPa才不收敛，这比直角加强片有所提高，因做了实际试验，在第二次验证中，试验件中心区为4层，加强片为件在中心区域破坏，通过DIC也可看出中心区域可以出现较大的应盖层对碳纤维增强复合材料双轴拉伸十字型试样表面进行加强可以层中，铺层为[0/90]6的中心考核区域的应力最大，而[45/-45]6和6对比中，试验件铺层为[0/90/90/0]，每侧加强片铺层为[0aba从最大应力对比上，45度斜角时最大应力较大，从中间区域的平均应力对比上，同样45度斜角时平均应力最大。鉴于以中心区域应力最大且均匀性好为原则，建议选用45度的斜角。斜角再继续降低会以上结论是对应于R区内收的结果，当选用中心区域为菱形的构型高维健分析了不同载荷比下中心区域的试样中心试验区应力分在第一次试验验证中，采用了R区外扩的构型，共做了4件试验件，2件在中心区域采用了斜坡，2件是直角过渡，如图20-21所区域，破坏均是从此处开始进行扩展（如图22所示）；在无倒角的），经过优化分析，梳理出R角内收的最优试验件构型，如图23所中心区域机加和二次胶接工艺制造了4件试验件，试验件如图24所出共固化试样的测试结果均匀较好，x轴的CV值为2.73%，y轴的CV值为3.79%。并且共固化试样中3个都在中心区域先破坏。区域破坏，其它还是在R角处破坏。但此试样的失效载荷在8个试样中也最高。从某种意义上说，Adh-02最接近试样的真值，尽管共接的容易在R角区域先发生破坏，后续考虑继续增厚加强片或考虑图31.Btt-adh02试样DIC应变X加工出梳形槽，如图32所示。本次试验共对四个厚度比为5:1的试测量方法：使用DIC获取中心测试区平均应变。试样在边缘断裂，中心测试区无明显损伤，03试样断裂产生在中心试样编号失效方式X失效载荷Y失效载荷X失效应变Y失效应变01胶层失效19968.795819945.9850.010770.0101602胶层失效中心测试区断20231.341420511.19370.009540.0109503裂24132.239824147.46830.011860.0126804胶层失效20547.387820599.68410.010970.012344000N8000N12000N16000N18000N最终破坏4000N8000N16000N20000N12000N最终破坏4000N8000N12000N16000N20000N最终破坏4000N8000N12000N16000N20000N最终