《聚合物基复合材料层压板拉伸性能标准试验方法（D 3039）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《聚合物基复合材料层压板拉伸性能标准试验方法（D 3039）（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、ASTM 原则：D 3039/D 3039M00聚合物基复合材料拉伸性能原则实验措施本实验措施由ASTM的复合材料委员会D30审定，并由单层和层压板实验措施专业委员会D30.04直接负责。目前版本于4月10日批准，7月出版。最初出版为：D 303971T。上一版本为：D 303995a。Standard Test Method for Tensile Propertiesof Polymer Matrix Composite Materials1 范畴1.1 本实验措施合用于测定高模量纤维增强的聚合物基复合材料的面内拉伸性能。复合材料形式限定于持续或不持续纤维增强的复合材料，且层压板有关实验方
2、向是均衡、对称的。1.2 以国际单位（SI）或英制单位（inchpound）给出的数值可以单独作为原则。正文中，英制单位在括号内给出。每一种单位制之间的数值并不严格等值，因此，每一种单位制都必须单独使用。由两种单位制组合的数据也许导致与本原则的不相符。1.3 本原则并未打算提及，如果存在的话，与使用有关的所有安全性问题。在使用本原则之前，本原则的顾客有责任建立合适的安全与健康的操作措施，以及拟定规章制度的合用性。2 参照文献2.1 ASTM原则D 792 置换法测量塑料的密度和比重（相对密度）的实验措施 ASTM原则年鉴，Vol 08.01。；Test Methods for Density
3、and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics by DisplacementD 883 与塑料有关的术语2；Terminology Relating to PlasticsD 2584 固化增强树脂的灼烧损失实验措施 ASTM原则年鉴，Vol 08.02。；Test Method for Ignition Loss of Cured Reinforced ResinsD 2734 增强塑料孔隙含量实验措施3；Test Method for Void Content of Reinforced PlasticsD 3171 复合材料的组分
4、含量实验措施 ASTM原则年鉴，Vol 15.03。；Test Methods for Constituent Content of Composites MaterialsD 3878 复合材料术语4；Terminology for Composite MaterialsD 5229/D 5229M 聚合物基复合材料的吸湿性能及平衡状态调节实验措施4；Test Method for Moisture Absorption Properties and Equilibrium Conditioning of Polymer Matrix Composite MaterialsE 4 实验机力标
5、定操作规程 ASTM原则年鉴，Vol 03.01。；Practices for Force Verification of Testing MachinesE 6 与力学实验措施有关的术语5；Terminology Relating to Methods of Mechanical TestingE 83 引伸计分类及标定的操作规程5；Practice for Verification and Classification of ExtensometersE 111 杨氏模量、正切模量及弦向模量实验措施5；Test Method for Youngs Modulus, Tangent Modu
6、lus, and Chord ModulusE 122 选择样本尺寸用以估计批次或工艺质量测量的操作规程 ASTM原则年鉴，Vol 14.02。；Practice for Choice of Sample Size to Estimate a Measure of Quality for a Lot or ProcessE 132 室温下泊松比实验措施5；Test Method for Poissons Ratio at Room TemperatureE 177 ASTM实验措施中各项精度和偏差的使用的操作规程6；Practice for Use of the Terms Precision
7、 and Bias in ASTM Test MethodsE 251 粘贴式金属电阻应变片特性实验措施5；Test Methods for Performance Characteristics of Metallic Bonded Resistance Strain GagesE 456 与质量和记录有关的术语6；Terminology Relating to Quality and StatisticsE 691 由实验室的成果拟定一种实验措施的精度的操作规程6；Practice for Conducting an Interlaboratory Study to Determine t
8、he Precision of a Test MethodE 1012 拉伸载荷下试样对中标定的操作规程5；Practice for Verification of Specimen Alignment Under Tensile LoadingE 1237 粘贴式电阻应变片安装指南5；Guide for Installing Bonded Resistance Strain Gages3 术语3.1 定义术语D 3878定义了与高模量纤维及其复合材料有关的术语。术语D 883定义了与塑料有关的术语。术语E 6定义了与力学实验有关的术语。术语E 456和操作规程E 177定义了与记录有关的术语
9、。当各个原则定义的术语之间发生矛盾时，术语D 3878优先于其她原则。3.2 本原则专用术语定义：注释如果术语表达一种物理量，它的分析量纲以基本量纲的形式紧跟在该术语（或文字符号）背面予以阐明。方括号内所示的基本量纲采用下面的ASTM原则符号：质量为M，长度为L，时间为T，热力学温度为，无量纲量为nd。由于不带方括号时以上这些符号也许有其她的定义，因此这些符号在带方括号时的使用仅限于分析量纲。3.2.1 名义值仅存在于名称中的值，出于以便表达的目的指定了一种可测量的参数。公差也许被作为一种名义值，用于为参数拟定一种可接受的范畴。3.2.2 过渡区 应力应变或应变应变曲线上的一种应变区，即曲线斜
10、率明显变化的区域，产生于一种很小的应变范畴内。3.2.3 过渡应变，transition在一条双线性应力应变或应变应变曲线上的两条基本上线性部分之间的过渡区中间范畴的应变值。3.2.3.1 讨论加载时，许多长丝复合材料基本上显示出双线性特性，例如纵向应力-纵向应变或横向应变-纵向应变的关系曲线图。不同的因素导致了过渡区的存在，常用的例子涉及：拉伸载荷下的基体裂纹和单层之间的分层。3.3 符号：3.3.1 A试样最小横截面面积。3.3.2 By对于矩形横截面的单轴试样，有关试样y轴（窄方向）的弯曲比例。3.3.3 Bz对于矩形横截面的单轴试样，有关试样z轴（宽方向）的弯曲比例。3.3.4 CV给
11、定性能的样本的离散系数（以百分数表达）。3.3.5 E实验方向上的弹性模量。3.3.6 Ftu实验方向上的极限拉伸强度。3.3.7 Fsu实验方向上的极限剪切强度。3.3.8 h试样厚度。3.3.9 Lg引伸计标距。3.3.10 Lmin所需的粘接加强片的最小长度。3.3.11 n每个样本的试样数。3.3.12 P试样承受的载荷。3.3.13 Pf试样破坏时承受的载荷。3.3.14 Pmax试样破坏前承受的最大载荷。3.3.15 sn-1给定性能的样本的原则差。3.3.16 w试样宽度。3.3.17 xi给定性能在一种样本中单个试样的实验成果。3.3.18 给定性能在一种样本中的平均值或均值（
12、估计平均值）。3.3.19 拉伸位移。3.3.20 应变的通用符号，无论是正应变还是剪切应变。3.3.21 应变传感器或引伸计上读出的正应变值。3.3.22 正应力。3.3.23 v泊松比。4 实验措施概述4.1 将具有常矩形横截面的薄板状试样安装于实验机夹头中，均匀施加拉伸载荷并记录载荷值。由试样破坏前的承受的最大载荷拟定材料的极限强度。如果使用应变或位移传感器来测量试样的应变，则可以拟定材料的应力应变响应，从而得到材料的极限拉伸应变、拉伸弹性模量、泊松比和过渡应变。5 意义与用途5.1 制定本实验措施是为了得到用于材料规范、研究与开发、质量保证以及构造设计和分析的拉伸性能数据。影响拉伸特性
13、并应当在报告中给出的因素涉及：材料、材料制备和铺贴、试件铺层顺序、试件制备、试件状态调节、实验环境、试件对中和夹持、实验速度、在某一温度下的时间、孔隙含量和增强体的体积比例。从本实验措施可获得实验方向的如下性能参数：5.1.1 极限拉伸强度；5.1.2 极限拉伸应变；5.1.3 弦向拉伸弹性模量；5.1.4 泊松比；5.1.5 过渡应变。6 影响因素6.1 材料和试件制备粗糙的材料加工操作措施、缺少控制的纤维定位以及不合适的试样加工引起的损伤，是引起复合材料中材料数据高度分散的已知因素。6.2 夹持由于夹持而引起的破坏有很高的比例，特别是材料数据的分散性很大时，阐明试件的夹持浮现问题。试件的夹
14、持措施将在7.2.4节、8.2节和11.5节中讨论。6.3 系统对中度过度弯曲引起试样提前破坏，同步也使弹性模量浮现较大偏差。应尽量消除由实验系统引起的过度弯曲。夹头对中度不好、试件不合适地安装于夹头中或粗糙的试件制备引起的试件尺寸超过公差范畴，均也许导致试样弯曲。如果怀疑实验机的对中度，应以7.2.5节中论述的措施检查其对中度。6.4 角铺层层压板的边沿效应涉及偏轴层的层压板由于边沿软化从而引起提前破坏和浮现较低的刚度，因此，角铺层层压板的强度和模量的测量值也许会过低。而对于具有0铺层的准各向同性层压板，影响并不明显。7 设备7.1 千分尺 用一种45mm0.160.20in.公称直径双球面接触面的千分尺测量试件厚度。用一种带有平砧的千分尺测量试件宽度。仪器的精度应满足其最小读数在试件宽度和厚度尺寸的1%以内。对于典型试件的几何尺寸，精度为0.25m0.0001in.的仪器便能满足对试件厚度的测量；精度为25m0.001in.的仪器便能满足对试件宽度的测量。7.2 实验机实验机应与操作规程E 4相一致，并满足如下规定：7.2.1 实验机端头实验机应有一种完全固定的端头和一种移动端头。7.2.2 传动机构实验机的传动机构应当可以使移动加载头相对于固定加载头具有一种可控制的速度。移动加载头的速度可以按照11.3节的规定可调。7.2.3 载
