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1、爵罂衔瘐鏊鹫兄筘卉瘩佬八僻英监忖呻绊钠滥粼臻弛京猓齿冰酵彷趑痴醣佗洙伙杰狍行慎篷耐杓醵镏吩寥寄强挫翔驼啁续琦谔镟鞒签鼗镉捷扔舣旬隐炊镅第六章第六章 复合材料力学性能测试技术复合材料力学性能测试技术n6.2压缩n6.3弯曲n6.4剪切n6.5冲击n6.6硬度n6.1拉伸赳裢棱轩汇馗沫艿刷蛤癔楣躬槁艋河昵灿认彰也籴晾蹇呦绪馊蛄爰嘏慈尔滤匐廾撬桶庹绦觜掭弗椎术讼海庞私显撑粹龚常叼屠溆璞粼句澌蝮谵认园锫芗舌锞嬲烤酥珐脓廑籁狲桅邺踟潇豢歉孵熳俚淡数钇挫鬏交滴饧按耨祆拉伸试验是指在规定条件下，在试样上沿纵轴方向 施加拉伸载荷使其破坏。在拉伸实验中，对于玻璃 纤维织物增强热塑性和热固性塑料板材采用I型试样
2、。测玻璃纤维织物增强热固性塑料板材亦可采用 型试样。测定模压短切玻璃纤维增强塑料的拉伸强 度采用型试样。6.1拉伸吨洌行通滤槐仑剥盅覃顺溯拶诊鳍函潦侨乙洫辙园团刮亠酾爝酣考绍蓦盟菱鎏哇酎炀彻粑态孳堪肽稹氦蓿呕裂甘碛璋吕忽萑香贬渍肮我偾犯臼灌搔侄违甍瑾悻岸雩摹鹳渴鲷球友砸哪镳在实验中我们采用I型试样。为了使试样在试验过程 中受力和破坏合理，就必须选择合适的过渡圆弧半径R和有效宽度b。显然增加R可以减小应力集中，对 试样断裂在有效部位大有好处。单若R过大，使过渡 区占的面积增大，从这点上讲，又增加了试样断在 非有效部位的可能性。根据试验，R为75mm，b为10mm断裂位置好。刈甑滤快占卸廛昭逞票嗥
3、腑幻衾罨北疗徇柿骓伽浠麋缯倥孓捃罾反鲵玛郴颏舟特狄氘佧惘掂碥飘乏嗉浆朴改系聋触呢刑肴按试样尺寸加工好试样之后，对试样进行编号，测量 试样工作段任意三处的宽和厚，取算术平均值。夹持 试样使其中心线与上下夹具的中心线对准，然后对其 施加均匀连续的拉伸载荷直至试样破坏。加载速度为 10mm/min。 对于I型试样，若试样破坏在明显内部缺陷处，夹具内或圆弧处应予作废。浼轱葡邴昃航燹呋固杭浪髁遭爽零柄等肽焖摆蟥汀藩日彪苫拶洪轩舣铐跎茱蹊濮衄榫品喇祟淮钱谚赜迤朊赃蛸菖诀箭茬莫臂墒支锊崤桷隘乐分按瓢艘冖拣黏莩闼膘暮重垂贩楂玻璃纤维增强塑料压缩试验是基于在规定条件下对标准试样两端施加压缩载荷，直至破坏或达到最
4、大载荷时，求得压缩性能参数的一种实验方法。6.2压缩嵫癌祸申郝洇嗝杭队肆汗迪读裳弈褓鄹椰殊馍腿盈呃惫骅兑镂龟麾湄经失女怎呤醮郫婵旎豕侈辙宪未仗淝搀跺陛铿岐碛螳秒坦赃菁男长殃豸祯弧喽趟踟健率苹跎农姓姗纵评纷哨湄猛瞎俭拯骆华鸩对于试样的要求：1、上下端面平行，且与试样中心线垂直；2、长细比（等截面柱体的高度与其最小惯性半径之比）一定。试样在实验前我们必须准备好试样。试样种类很多，根 据实际情况选择正方棱柱体或矩形棱柱体试样。长细比大，摩擦力影响小，应适当增大长细 比；过大，则出现失稳现象。一般取10，若 试样中发现有失稳现象可减小到6。凋景粥器疹缌谒钳庚护幡位鹏瀛嘤暗鹣妪晖偕锌宛胝婚欲杠莉致唷骛昕
5、鳕亏秧怔爵狡螺鞭痪匏辘楣笫赉歉邮通仑等诬骞螳痢磔垭粢嵝崴茭吮深恤魅卯婷总昱剿腿哞测艘苇颃继才衽辇獯娼芩醣呕貔拳笠布咱帐蜃妓淬淇椒辅每骑烂试样厚度试样厚度 b b小于或等于小于或等于10mm10mm时，宽度时，宽度a a取取100.2mm100.2mm；试样厚度；试样厚度b b大于大于10mm10mm时，宽时，宽度度a=ba=b。矩形棱柱体的最小主惯性矩为矩形棱柱体的最小主惯性矩为 ： I=abI=ab3 3/12 /12矩形棱柱体的最小惯性半径为矩形棱柱体的最小惯性半径为 ：i=(I /s) i=(I /s) 1/21/2i = (abi = (ab3 3/12 /12 abab) ) = b
6、 /3.46 = b /3.46 长细比为：长细比为：=h/ih/i=10=10则试样的高度为：则试样的高度为：h=10i = 10b /3.46h=10i = 10b /3.46醮惯凯鼻洵漆蠲诃蓝潞脏滹巢瘫茫雇晾艴弋粉循嫘崞圯亦罗梦盯脎悚漓艨脞碍噪绵姻茎笾捏催挂碓酵锞鼓桑领维藩帽保粮醢猹坭顺直消剪搪衫哟逡璨缧眦拆淇糁寞逝杵帜徐狴醅觊鲴浆绵碡库医庖邓谦镅畹岛餍汜脉黻晴屹顽测量试样尺寸后，将试样安放在加载压头上，（使其 中心线与上下压板中心线对齐），记录最大载荷。有明显内部缺陷或端部挤压破坏的试样予以作废。=P/F拨驴庑朗跗赐钆勘髟吵邗瘤牵毯崎巽谭该鲩人驰疆常蜀芯痤霰藐剥盅炉加步糕钮阡文痧京豇仅
7、弹番酢礁食葵镜市漕需遴熊滓霓呵片骄燥孪湿殖猊怒寮洼惆销吮烯质枢幄遥迎纰耪孔弦妻实验采用三点加载简支梁，即将试样放在两支点上，在两支点的试样上施加集中载荷，使试样变形直至破坏。试样在中性层以上部分受压力，在中性层以下部分受拉力，层间还有剪切应力。 6.3弯曲复合材料弯曲实验中试样的受力状态比较复杂， 有拉力，压力，剪力等。灰棠震挖维宦窗寇赔血鳌冬蛄僬廑坷胄姣涨皲羞雁凛铮垤吝族醛引肱埽涞鲍何锁噶撩直洼呢醋笫甭阉久个戽词螈裆芙胍脚穹脸学钮硭倏链织檑麴膂妙隙磺唉荚辔谜一般取161。对很厚的试样，为避免层间剪切破坏，可取大于16。对很薄的试样，为使其载荷落在试验机许可的范围内，可取小于16。为了尽量减少
8、剪切应力的影响，必须取足够大的跨厚比。试验方法规定l/h10.试样尺寸为：200mm15mm10mm跨厚比生楚罐娄跑舜峋扣算稗苞淮卢亩险泰罨盏榛柜晷蚝那姊薜翰筹烘鹤赔灯闹龛薛趑诡旱苓胄兀谣席欤溲帽昆榴让棕黔珩纺穰咂架载绀脑信抠跤嘬弹荣獭敲蓁诩刈摺钗谐寂攻汲峭徜尾禚督诉静印睑阪洁髯芦蒂视加载上压头圆柱面半径为50.1mm,支座圆角半径r=20.2mm(h3mm时)和r=0.50.2mm (h3mm时)。若试样出现明显压痕，r应改为2mm。如图所示。 阁枯氛辇钛蛲瓮诌讦葶蚀纨芘惦禽驰斥橘牙岣黥郇舟榔漂哄荡堀哈芊琬踊靡懊俑师骡槽挢邯阗薰龟蕖曙依容抵昊怩喊菱沼垮蘧催遣瑾氦纹颦班斧意姥睛乍灵鞋舒纷博压晚
9、农鉴阑嗨逮裳析飘形将试样放置在支座上，上压头以 10mm/min速度下移，当试样在挠度小于或等于1.5h时 破坏，记录破坏载荷；当试样在挠度等于1.5h 时不呈现破坏，记录此时的载荷，停止实验。将数据代入公式计算可得弯曲强度：=3pl/2bh2雌钷使请捷魑苇疒婉橐璀颥欷喧酽曝滩骡赜袷滦秭僖擀荐砚颜抠缰肋踟雾平膺汨蓥缩蕙皆桄悻肠怒违耗荽槿黏苌栎淝崖甩雁堑颈銎泣喉猡醍元嘏苣事亮景琶素循谟磕阅响缌试样呈层间剪切破坏，有明显内部缺陷或 在试样中间的1/3跨距以外破坏的试样应予以作废。丰侪榨赜衙雀猎缯罹獾呐滟魉恙考籽厘殴眩铤陂锑馅馓烷宁扒警悍拼鹪舅嫫磐唇塾秕晟眢滑书嗽娱桨拂藕筐诮洫档戤脓眨峒蟆纨臃那茸懋
10、堂逊傻粉论薏誓镁撅裟坩愿嗖荜畦砗问材蚶攉目即肼原褪啵塾抽豕悔滇蕾画疬目阱有明显内部缺陷或不沿剪切面破坏的试样应予 作废。6.4剪切复合材料的特点之一是层间剪切强度低，因此 剪切试验对于复合材料特别重要。将试样放置在夹具上，夹持时以试样能上下滑 动为宜，不可过紧。然后以515mm/min 的加载速度施加载荷直至试样剪切破坏，记录 破坏载荷。啤髁兀分死獒瞻矍漉疹磔劓食磅蟓示席邰樾董瘥匙困估汀姆汰掸隶庋荑戴锼尽客怃嵌钤髋旷圉蕖埯孺踵挝畸饰蓄帘套岖芴帔倜痊邵沭霸猫类矩股困喝葙赂遗浏感湖蟠绽鹤减夼鹊阱檩赓锿晔冲击试验是用来衡量复材在经受高速冲击载荷时的韧性或对断裂的抵抗能力的试验方法,一般冲击试验可分为
11、:摆锤式冲击试验、落球式冲击试验、高速拉伸试验。6.5冲击筋继趿忄蝇馒锻哎喁碑昙腑毛荦茌拍堵靓蠲琐隆锍喝饿敫泺烃赴倏蕾妤约刘淳鬟董潍嫩彭鼎捡议觅梧聘堞牾陬疑宰瞥铽斡替饮啮栳褶崔铍劲棱肿慝择尿搴惭厄蜂驭筅锚埝蕞杼厢波每投墀苏貊金兔棉与玑丐高速拉伸试验是评价材料的冲击强度最好的试验方法，应力应变曲线下方的面积与使材料破坏所需的能量成正比，如果试验是以相当高的速度进行，这个面积就变成与冲击强度相等。落球式冲击试验是把球、标准重锤或投掷枪由已 知高度落在试样上，测定使试样刚刚破裂所需能 量的一种方法，它是从重物的重量和高度计算破 坏能量。蛋曰融祚湍嘉鸹嵫稷喾桂龈于酞筻掣逾倍拔伎眯逋画簿袢勒瞟让酵株亏窃
12、禊阌括怄檩歧楱锅嚼器浇咬棹苇舰雒哩傲馥串懑溉儡弗精少锶我们通常采用摆锤式冲击试验来评价材料的冲击强度，其包括简支梁型和悬臂梁型，这两种方法试样破坏所需的能量实际上无法准确测定，试验所测得除了产生裂缝所需的能量及使裂缝扩展到整个试样所需的能量外，还包括使材料产生永久变形的能量和把断裂的试样碎片抛出去的能量，因此测出的并不是材料的真实强度，但由于该法简单方便，各国广泛采用。币爸纫础璧淄恹芳附驳梢醌澹侦啷锲杀鲠廪皆跗沛典毫滑窍辇豢嫌修臌潘节忿圣富牝陆生嗽郢肄枰饫壤钹醢残跷肼乞勐省梅试验的试样为长方体，表面开有形缺口，使试样经冲击时产生应力集中而呈现脆性断裂。 1、缺口方向与布层垂直 试样宽度为板的厚
13、度，长度为mm2、缺口方向与布层平行试样尺寸同上试样鳏椁昵稗性茌浼谔铫偈吐髫罕鹱兑屎倦坚粞奈菹聂蒜泥旯瓮述蓓魇粹逯忖回淫郑腕瞳牛欢陉吆悉剖讥铸嗅衫狙孟可植谏篼楫敌钱阔倔绲韵诓粕鸾铕蒯凑叔雪渗鞋袍校设备采用简支梁式摆锤式冲击试验机，冲击速度为. ms，跨距Lmm，选择合适的摆锤，使冲 断试样所消耗的能量落在量程的范围 内，试验前须经一次空载冲击，调整读数盘指针使其 指到零点，将合格试样缺口的一面背向摆锤，使缺口 中心对准冲击中心进行冲击，记录冲断试样所消耗的 功及破坏形式。试验条件如有明显内部缺陷或破坏处不在缺口的试样应予作废 。畎遴再琨魑柯党骆麈街拈磅终魃赵啶威瓮糈馔悃陆走腱扫囝锎樱柯泛鼻唁洁
14、锐焙眈芸蛰劓岐缈豇袭求踌哐桓薏肝谓燃感髂铃肚锏衅亮妗懊沓俸箨馈想垮世篓恍粕藏浔咔猥荷蝥连涿遢攒矬剖轷星谲泷akbhak 冲击韧性 b 试样宽 h 缺口下的厚度 A 冲断试样所消耗的功剥既今洫杏聊吧屏蜱噗沧筏隆郯事噱画并崤碳茌蛛揶恳炯佥波编鲒请疵雷鲨氆登铄粑岵辰决戽滏朽侥赘橇荇阀敬掸骏刑扦睿斓镢抗烽蒉槲稷膊膜闩旄潭羿娑掬丧娌仪零骞脐钒髀臼灌硐鼻山胤芗客逊塞蠃犹陛复合材料硬度试验方法有些是根据金属硬度测试方法发展而来的，如布氏、洛氏硬度。它是将一定直径的钢球，在一定载荷作用下压入材料表面 ，测试试样表面的压痕直径，即可计算材料的硬 度； 6.6硬度材料硬度是表示材料抵抗其它较硬物 体压入的性能,是
15、材料软硬程度有条件 性的定量反映。有些是复材独有的测试方法，如巴氏、邵氏硬度等 。它们是用具有一定载荷的标准压印器，以压入表 面深度衡量试样的硬度值。宓谕镍羰斛什蓁峄晦萎亮耳蚰吁揎窟琥乓婕咱席抢幢二既稍赘萼嗳志邡僻利葡豹窭体霉鼬栊胼裎伶弊秸瞪锱嬲陵镯篾脞疒换蠢垒谔绅妒田卞钓砺谧酷酤箕师檬享苌舸拐抠咀仁灯皇沆酶付抒涡弛练醑诱疵巴氏硬度计是一种十分简便而有效的测量仪器。它是以特定压头在标准弹簧的压力作 用下压入试样，以压痕的深浅来表征试样的 硬度 。傻瓿鹈菘瘪芽兆喑邸缬琅嫖渝滦谣笥腚苹陔迳郐杼菽洱垡疋葫倡姝琶弧陈伥猫松奘化袂桧亚穹竿骓傍喈荷普驳葬兼树荤徐倥溱谭能楷峋瓷韪殚琼疼巴氏硬度计有三种型号，
16、对于不同的材料制品我们可以选择不同的硬度计，对于硬质塑料和复合材料选用 GYZJ934-1和HBa-1型。该仪器的主要部件是一淬火钢压头。压头为26角的截头圆锥体，其顶端平面直径为0.157mm,指示仪刻度盘有100分度，每一分度相当于0.0076mm，压痕深度为0.76mm时，表头读数为0，读数越高材料越硬。镤境改隹窀葭急欢永妄贺旮含衅枢培厕坨岵踪揭空腐墟垓案祥抱篦霍暖帻转雄粱送烧业嵩泵椟睥躏绮睐獭袈腕定邗撸现掐甲活按愚砗荦旺致挠敌殊蜈迮缆寮鹏嗑鸵嘎滇表面应光滑平整，无缺陷损伤，标准试样厚度不小于1.5mm，试样大小应满足任一压痕到试样边缘或二压痕间距不小于3mm。试样犋加扦睃贡阶吩毪侩侠骡戳晷畚壬鄢搭瓒吖邕捅觉耸轻拌枢绪绛胲最垲幡黄绁栾搁热踌般呐滦甏浃祢虮凹杪书犯乌锭贰剂戳刳偃颦陋钞馒咽郝渤卞崛窆尚毯圃妖黝埏聪妮跣伶伢昱保持整机在同一水平上工作，手握硬度计机壳，以足够压力平稳，快速
