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定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法


国家质量技术监督局 1999-02-08 批准

1999-08-01 实施

定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法
Test method for tensile properties of oriented fiber reinforced plastics

国家质量技术监督局 1999-02-08 批准<

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1999-08-01 实施

中华人民共和国国家标准

定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法
Test method for tensile properties of oriented fiber reinforced plastics

GB/T 3354—1999 代替 GB/T 3354—1999

1 范围 本标准规定了定向纤维增强塑料拉伸试验的方法。 本标准适用于测定纤维增强塑料,均衡层合板及对称层合板拉伸性能。 2 引用标准 下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时, 所示版本均为有效。 所有标准都会被修订, 使用本标准各方法探讨使用以下标准最新版本的 可能性。 GB/T 1446—1988 纤维增强塑料 GB/T 3961—1998 纤维增强塑料 JJG 139—91 剪力、压力和万能试验机检定规程 3 定义 本标准采用下列定义: 3.1 定向纤维增强塑料 oriented fiber reinforced plastics 具有一定方向的纤维或其制品为增强材料的复合材料。 3.2 纤维增强塑料 fiber reinforced plastics 以纤维或其制品为增强材料的复合材料(GB/T 3961—1998 中 3.64 规定) 。 3.3 层合板 laminate 由两层或多层同种或不同种材料粘合成复合板材(GB/T 3961—1993 中 3.80 规定) 3.4 均衡层合板 balanced laminate 铺层角为+ ? 与- ? 的铺层数相等的层合板(GB/T 3961—1993 中 3.98 规定) 。 3.5 对称层合板 symmetrical laminate 几何形状与材料性能都对称于中面的层合板(GB/T 3961—1993 中 3.41 规定) 。 4 方法原理 将等横截面的矩形薄板直条形试样进行轴向拉伸试验。测定拉伸强度、模量、泊松比、 破坏伸长率及应力-应变曲线等。 5 试样 5.1 试样的几何形状及尺寸见图 1 和表 1。

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D

D

纤维方向

h0

L L 试样长度;b-试样宽度;h-试样厚度;D-加强片长度;h0-加强片厚度;θ -加强片斜削角 图1 拉伸性能试样

表 1 试样尺寸 试样类别 L 230 170 230 B 15 ? 0.5 25 ? 0.5 25 ? 0.5 h 1~3 2~4 2~4 D 50 50 h0 1.5 1.5 θ

h
mm

0。
90。

0。/ 90。均衡对称
注 1 2 3

仲裁试样厚度:2.0mm ? 0.1mm。 测定泊松比时也可采用无加强片直条形试样。 测定 0 泊松比时试样宽度也可采用 25mm ? 0.5mm


5.2 加强片 5.2.1 加强片的使用 夹持方法的关键是有效的把载荷加到试样上, 并防止因明显的不连续性而引起试样的提 前失效。按试样的失效模式和失效部位,确定是否使用加强片和使用加强片的设计参量。若 合理的失效模式发生的次数较多,则无需更换夹持方法。 5.2.2 加强片的材料 采用铝合金板或纤维增强塑料板。 5.2.3 加强片的胶接 胶接加强片所用胶粘剂应保证在试验过程中加强片不脱落,胶粘剂固化温度不高于试 样层板成型温度,对胶接加强片处的试样表面进行处理时,不允许损伤试样纤维。 加强片可在试样制备后胶接,也可在试样制备前整片胶接,然后加工成试样。为了试 样对中,两侧加强片厚度和胶层厚度应相同,余胶应清除。 5.3 试样制备

b

15。~ 90。
15。~ 90。

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按 GB/T 1446—1983 中 1.1 规定。 5.4 试样数量 一组试验试样不少于五个。 6 试验条件 6.1 试验标准环境条件按 GB/T 1446—1983 中 3.1 规定。 6.2 试样状态调节按 GB/T 1446—1983 中 3.2 规定。 6.3 试验设备按 GB/T 1446—1983 中第五章规定。 6.4 试验机校正按 JJG 139 规定。 6.5 加载速度 测定拉伸强度时,加载速度为 1~6mm/min;仲裁试验加载速度为 2mm/min。 测定拉伸弹性模量、泊松比、应力应变曲线时加载速度为 1~3mm/min。 7 试验步骤 7.1 按 GB/T 1446—1983 中 2.1 规定检查试样外观。 7.2 按 GB/T 1446—1983 中 3.2 规定对试样进行状态调节。 7.3 将试样编号,并测量任意三点的宽度和厚度,取平均值。测量精度按 GB/T 1446—1983 中第 6 章规定。 7.4 装夹试样,使试样的轴线与上下夹头中心线一致。 7.5 在试样中部位置安装应变规。施加初载(约为破坏荷载的 5%) ,检查并调整试样及应 变规或应变测量系统,使其处于正常工作状态。 7.6 测定拉伸强度时,连续加载至试样失效,记录最大荷载值及试样失效形式和位置。 7.7 测定形变时,连续加载,用自动记录装置记录荷载-形变曲线或荷载-应变曲线。也可采 用分级加载,级差为破坏荷载的 5%~10%,至少五级并记录各级荷载与相应的形变值。 7.8 凡载夹持部位内破坏的试样应作废,同批有效试样不足五个时,应重做试验。 8 计算 8.1 拉伸强度按式(1)计算:

?t ?
式中:

Pb bh

…………………………………….(1)

? t ----拉伸强度,MPa;
P b ----试样破坏时的最大载荷,N;

b----试样宽度,mm; h----试样厚度,mm 。 8.2 拉伸弹性模量按式(2)计算:

Et ?

?P l ?P 或 Et ? b h ?l b h ??

………………………………….(2)

式中: Et ----拉伸弹性模量,MPa;

? P ----载荷-形变曲线或载荷-应变曲线上初始直线段的载荷增量,N;

?l ----与 ?P 对应的标距 l 内的变形增量,mm;

l ----测量标距,mm;

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? ? ----与 ?P 对应的应变增量。
8.3 拉伸破坏伸长率按式(3)计算:

?t ?

?lb ? 100 l

………………………………..(3)

式中: ? t ----拉伸破坏伸长率,%;

?lb ----试样破坏时标距 l 的总伸长量,mm。
8.4 绘制应力-应变曲线 8.5 泊松比按式(4)计算:

? LT ?
?L ? ?T ?
式中:

?? T

?L

………………………………….(4)

?l L lL ?lT lT

………………………………….(5)

…………………………………(6)

? LT ----泊松比;

? L 、 ?T ----分别为与 ?P 相对应的纵向(L)应变和横向(T)应变;
l L 、 lT ----分别为纵向和横向的测量标距,mm; ?lL 、 ?lT ----分别为与 ?P 相对应的标距 l L 和 lT 的变形增量,mm。
8.6 9 按 GB/T 1446—1983 第 6 章规定对每一组试验结果计算平均值、标准差和离散系数。

试验报告 试验报告包括下列内容: a) 试验方法 b) 测试日期 c) 试样来源及制备情况,材料规格和牌号; d) 铺层顺序和外观质量; e) 试验设备及形变测量装置的型号和量程; f) 加载速度; g) 试验环境温度和相对湿度 h) 试验结果,包括单个值、平均值、标准值和离散系数。

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