ICS83.120 Q23 中华人民共和国国家标准 GB/T30968.3—2014 聚 合物基复合材料层合板开孔/受载孔 性能试验方法 第3部分:开孔拉伸强度 试验方法 Testmethodforopen-hole/loaded-holeofpolymermatrixcomposite laminates—Part3:Testmethodofopen-holetensilestrength 2014-07-24发布 2015-01-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T30968《聚合物基复合材料层合板开孔/受载孔性能试验方法》分为四部分: ———第1部分:挤压性能试验方法; ———第2部分:充填孔拉伸和压缩试验方法; ———第3部分:开孔拉伸强度试验方法; ———第4部分:开孔压缩强度试验方法。 本部分为GB/T30968的第3部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分由中国建筑材料联合会、中国航空工业集团公司提出。 本部分由全国纤维增强塑料标准化技术委员会(SAC/TC39)、全国航空器标准化技术委员会 (SAC/TC435)归口。 本标准起草单位:中国飞机强度研究所、中国航空工业集团公司北京航空材料研究院。 本标准主要起草人:李磊、魏宏艳、杨胜春、沈真、张子龙、陈新文、孙坚石、谢佳卉。 ⅠGB/T30968.3—2014 聚合物基复合材料层合板开孔/受载孔 性能试验方法 第3部分:开孔拉伸强度 试验方法 1 范围 GB/T30968的本部分规定了聚合物基复合材料层合板开孔拉伸强度试验方法的试验设备、试样、 试验条件、试验步骤、计算和试验报告。 本部分适用于连续纤维(纤维、织物或纤维与织物混杂)增强聚合物基复合材料层合板开孔拉伸强 度的测定。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 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 GB/T3961 纤维增强塑料术语 3 术语和定义 GB/T3961界定的术语和定义适用于本文件。 4 方法原理 对含有一个中心孔的对称均衡层合板,通过夹持端夹持以摩擦力加载,进行单轴拉伸试验,在试样 工作段形成拉力场,测试层合板开孔拉伸强度。 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的规定。 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。 6 试样 6.1 铺层形式 试样为对称均衡的多向层合板。 1GB/T30968.3—2014 6.2 试样形状与尺寸 试样的形状与尺寸分别见图1和表1。 6.3 试样制备 试样制备按GB/T1446的规定。制孔时应避免孔周围的材料出现分层或其他损伤。 6.4 试样数量 每组有效试样应不少于5个。 单位为毫米 图1 开孔拉伸试样示意图 表1 试样尺寸 单位为毫米 宽度w 厚度h 长度l 孔径D 36±1 2~4(推荐2.5) 200~300 6±0.06 7 试验条件 7.1 试验环境条件 7.1.1 实验室标准环境条件 实验室标准环境条件按照GB/T1446中的规定。 7.1.2 非实验室标准环境条件 7.1.2.1 高温试验环境条件 首先将环境箱和试验夹具预热到规定的试验温度,然后将试样加热到规定的试验温度,并用与试样 工作段直接接触的温度传感器加以校验。对干态试样,在试样达到试验温度后,保温5min~10min开 2GB/T30968.3—2014 始试验;对湿态试样,在试样达到试验温度后,保温2min~3min开始试验。试验中试样温度保持在规 定试验温度的±3℃范围内。 7.1.2.2 低温(低于零度)试验环境条件 首先将环境箱和试验夹具冷却到规定的试验温度,然后将试样冷却到规定的试验温度,并用与试样 工作段直接接触的温度传感器加以校验。在试样达到试验温度后,保温5min~10min开始试验。试 验中试样温度保持在规定试验温度的±3℃范围内。 7.2 试样状态调节 7.2.1 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。 7.2.2 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。推荐的温度和湿度条件 如下: a) 温度:70℃±3℃; b) 相对湿度:85%±5%。 湿态试样状态调节结束后,应将试样用湿布包裹放入密封袋内,直到进行力学试验,试样在密封袋 内的储存时间应不超过14d。 8 试验步骤 8.1 试验前准备 8.1.1 按GB/T1446的规定检查试样外观,对每个试样编号。 8.1.2 按7.2的规定对试样进行状态调节。 8.1.3 在最终的试样机械加工和状态调节后,测量开孔处的试样宽度w、试样中心孔两侧厚度h、孔径 D。试样厚度测量精确到0.01mm,其他尺寸测量精确到0.02mm。 8.2 试样安装 将试样夹持于试验机夹头中,使试样的中心线与试验机夹头的中心线保持一致。应采用合适的夹 头夹持力,以保证试样在加载过程中不打滑且不对试样造成损伤。 8.3 试验 8.3.1 对于在实验室标准环境条件下进行的试验,按7.1.1的规定进行;而对于在非实验室标准环境条 件下进行的试验,则按7.1.2的规定进行。 8.3.2 以1mm/min~2mm/min的加载速度对试样连续加载至破坏,记录试样最大载荷和失效模式。 8.3.3 失效模式的描述采用表2所示的三字符式失效代码,代码的第一个字符描述失效形式,第二个 字符描述失效区域,最后一个字符描述失效部位。本标准规定不发生在孔边的失效模式是无效的,有效 的失效模式见图2,其失效代码仅限于*GM,即第二个和第三个字符限于“工作段中间”。 3GB/T30968.3—2014 表2 失效模式代码 第一个字符 第二个字符 第三个字符 失效形式 代码 失效区域 代码 失效部位 代码 角形 A 在夹持区内 I 下部 B 边缘分层 D 在夹持区处 A 上部 I 夹持区 G离夹持区处 小于1倍宽度W 左侧 L 横向 L 工作段 G 右侧 K 复合模式 M 多区域 M 中间 M 纵向劈裂 S 其他 O 其他 O 其他 O — — — — 图2 可接受的开孔拉伸失效模式示意图 9 计算 9.1 开孔拉伸强度 开孔拉伸强度按公式(1)计算,结果保留3位有效数字: σoht=Pmax w×h…………………………(1) 式中: σoht———开孔拉伸强度,单位为兆帕(MPa); w———试样宽度,单位为毫米(mm); h———试样厚度,单位为毫米(mm); Pmax———破坏前试样承受的最大载荷,单位为牛(N)。 9.2 统计 对于每一组试验,按照GB/T1446的规定计算开孔拉伸强度的算术平均值、标准差和离散系数。 4GB/T30968.3—2014 10 试验报告 试验报告一般包括下列内容: a) 试验项目名称、执行标准号; b)试验人员、试验时间和地点; c)试样来源及制备情况,材料品种及规格; d)试样铺层形式、编号、形状和尺寸、外观质量及数量; e)试验温度、相对湿度、试样状态调节参数和结果; f)试验设备及仪器的型号、规格及计量情况; g)与本标准的不同之处,试验时出现的异常情况; h)试验结果,包括: 1) 每个试样的最大载荷值; 2) 每个试样的开孔拉伸强度及试样算术平均值、标准差和离散系数; 3) 每个试样的失效模式。 5GB/T30968.3—2014