GB/T-英文版纤维金属层板弯曲性能试验方法
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1范围本文件规定了纤维金属层板弯曲性能试验方法的试验原理、试验设备、试样、状态调节.试验过程计算及结果显示、试验报告。本文件适用于测定发生弯曲破坏的纤维金属层板三点弯曲强度及弯曲弹性模量、弯曲应力以及载荷-挠度曲线。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T--纤维增强塑料性能试验方法总则GB/T塑料试样状态调节和试验的标准环境GB/T数值修约规则与极限数值的表示和判定JJG拉力、压力和万能试验机3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1纤维金属层板fibremetallaminates;FMLs由金属薄板(铝合金、钛合金等)和纤维(玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等)复合材料交替铺设后,在一定温度和压力下固化而成的一.种层间混杂复合材料。3.2弯曲应力flexuralstress正则化弯曲力矩。注1:假设弯曲变形引起的应力为线性分布时试样外表面层的应力。注2:单位为兆帕(MPa).3.3弯曲强度flexuralstrength试样在弯曲破坏下,破坏载荷或最大载荷时的弯曲应力。注:单位为兆帕(MPa)。3.4跨距span试验机上两个支座中心轴间的距离。注:单位为毫米(mm).3.5挠度deflection试样表面在弯曲过程中变形处的法线与初始位置的最大高差。注:单位为毫米(mm)。3.6弯曲应变flexuralstrain跨距中点试样外表面层的长度变化率,用百分数表示。3.7弯曲弹性模量flexuralmodulus在弯曲应力-弯曲应变曲线或弯曲载荷挠度曲线上.根据初始部分斜率求出的值。注:单位为兆帕(MPa)。采用无约束支撑,通过三点弯曲，以恒定的加载速率使试样破坏。在整个过程中,测量施加在试样上的载荷和试样的挠度或弯曲应变.确定弯曲强度、弯曲弹性模量以及弯曲应力与弯曲应变的关系。5试验设备5.1试验机试验机应满足GB/T--第5章的规定,并按照JJG的规定定期检定,其测力系统准确度应为1.0级或优于1.0级。5.2测量仪器采用精度不低于0.01mm的测量仪器,用于测量试样的宽度b及厚度h。采用应变片或挠度计测量弯曲应变或挠度。5.3试验装置弯曲试验装置示意图见图1.加载压头和支座的宽度应大于试样的宽度,加载压头应将压力作用于两支座中心,跨距应可调节。6试样6.1形状与尺寸试样的形状与尺寸见图2.试样的形状与尺寸建议满足如下关系:a)试样的跨距取:14h~24h,试样的长度需至少比支座跨距超出20%;b)推荐试样的宽度取:b=10mm~15mm.推荐试样的长度取:l=60mm~mm,并在报告中注明。纤维铺层按0°.45°.90°等方向排列。6.2试样切割加工试样经机械加工制得,所加工试样的主轴应平行或垂直于材料的主要方向轴。6.3试样检查试样应平整无扭曲,无分层,表面清洁.边缘光滑。长度方向厚度均匀，且任-点的厚度不超过平均厚度的士5%。在每个试样的中心及两边,取3个点测量试样的宽度,每个试样宽度的允许偏差为士0.2mm。6.4试样数量每组有效试样数量应不小于5个。7状态调节除另有规定外,状态调节应按GB/T执行。8试验过程8.1试验环境应符合GB/T-中第3章的规定。8.2试样尺寸的测量测量试样取点位置见图3.在每个试样的中心及两边,取3个点分别测量试样的宽度和厚度,精确至0.01mm,测量结果取3点的平均值。8.3跨距跨距选取:对标准试样,即试样厚度1mm≤h≤3mm时,跨距取14h~24h,采用精度不低于0.01mm的测量仪器测量跨距L。注1:对厚度h3mm的试样,为避免层间剪切破坏,跨距在14h~24h范围内适当选取偏大值。注2:对厚度h1mm的试样.为使其载荷落在试验机许可的载荷容量范围内,跨距在14h~24h范围内适当选取偏小值.注3;在不同跨距与厚度比例下进行试验所获得的数据不能进行比较。8.4试样安装标记试样受拉面,将试样对称地放在两支座上。必要时,在试样上表面与加载压头间放置薄片或薄垫块,防止试样受压失效。使用应变片时,在试样下方跨距中央位置沿平行长度方向贴应变片;使用挠度计时,挠度计安置在跨距的中央位置并与试样平面垂直。8.5试验速度加载速率在1mm/min~2mm/min之间,并保持恒定。8.6试验通过位于跨距中点处的加载压头在试样宽度上均匀地施加载荷.直到试样破坏或载荷下降30%。记录破坏载荷以测定弯曲强度,记录载荷挠度曲线或载荷.弯曲应变曲线以测定弯曲弹性模量。8.7数据采集记录整个试验过程的载荷值,以发生纤维破坏或者外层金属破坏等有效弯曲破坏为数据采集原则。试样呈层间剪切破坏，有明显内部缺陷或在试样中间三分之一以外破坏的应予以作废。同批有效试验结果不足5个时,应增加开展试验的样本数.使有效结果达到5个。8.8失效模式纤维金属层板在该方法测试下,将会发生如下失效模式。.a)可接受的弯曲失效模式:1)纤维破坏,见图4a);2)外层金属破坏,见图4b)。b)不可接受的失效模式:1)层间剪切失效，见图4c);2)混合失效(包含层间剪切失效),见图4d)。9计算及结果表示9.1载荷挠度曲线纤维金属层板在该方法测试下,典型的载荷挠度曲线如图5所示。弯曲过程主要包括四个阶段，并在各个阶段有不同的曲线特征和失效行为。I为弹性段.该阶段基体纤维及金属均处于弹性阶段,弯曲载荷与挠度呈近似的线性关系。II为塑性段,纤维层开始出现单丝断裂。II为纤维破坏段,基体呈现明显开裂。INV为分层破坏段,纤维层完全破坏,金属层与纤维层发生分层,层板完全失效。
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