GB T 16778-2009 纤维增强塑料结构件失效分析一般程序.pdf

1、lCS 83120Q 23 园雷中华人民共和国国家标准GBT 1 6778-2009代替GBT 16778一1997纤维增强塑料结构件失效分析一般程序200903-28发布General procedure of failure analysisfor fiber reinforced plastic structural products2010-0101实施车瞀髁鬻瓣警麟瞥星发布中国国家标准化管理委员会“”。前 言本标准代替GBT 16778_-1997纤维增强塑料结构件失效分析一般程序。本标准与GBT 167781997相比主要变化如下：增加失效件的制造工艺分析步骤(见312)；增加首先

2、失效部件的确定分析步骤(见332)；一增加对断口的保存要求(见341)；修改了失效模式的确定分析步骤(1997年版的36，本版的36)；一一增加对失效件受力情况的分析要求(见45)。本标准由中国建筑材料联合会提出。本标准由全国纤维增强塑料标准化技术委员会归口。本标准负责起草单位：北京航空航天大学、北京玻璃钢研究设计院。本标准主要起草人：张佐光、李敏、顾轶卓、张大兴、张峥。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：一GgT 16778 1997。GBT 16778-2009纤维增强塑料结构件失效分析一般程序GBT 16778-20091 范围本标准规定了纤维增强塑料结构件失效分析的一般程序。本标准适

3、用于纤维增强塑料结构件的失效分析。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBT 2576纤维增强塑料树脂不可溶分含量试验方法GBT 2577玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法GBT 3365碳纤维增强塑料孔隙含量和纤维体积含量试验方法GBT 3854增强塑料巴柯尔硬度试验方法GBT 3855碳纤维增强塑料树脂含量试验方法GBT 6041质谱分析方法通则GJB 1038

4、1纤维增强塑料无损检验方法超声波检验GJB 10382纤维增强塑料无损检验方法x射线检验方法HB 5416航空非金属材料红外光谱检验方法JCT 287玻璃钢空隙含量试验方法3失效分析一般程序31明确任务要求311任务来源失效分析任务可以由上级主管部门下达，也可由设计、研究、生产或使用部门委托。312接受任务接受任务时应对失效件的情况做如下了解：a)失效件的名称；b)失效件所属的组件；c)失效件的制造工艺；d)使用环境和所受应力状态；e)失效现象、历史背景以及对整体失效分析的情况等。32进行调查研究321 失效现场的观察与记录应对失效现场作详细的观察、记录、照相及录像等。不得遗漏造成失效的任何重

5、要情况。322调研内容调查研究内容包括：a)失效发生的时间、地点及现场的环境；1GBT 16778-2009b)寻找失效件，了解并记录失效件的分布与状态；c)失效件在失效前的运转(工作)情况(参数、服役时间)及出现的异常现象；d)有关的设计、计算书、贮运包装、调试测试等资料；e)有关生产制造情况，包括原材料、工艺图纸及工艺规范、技术及质量问题处理单、过程检测及出厂检测等制造资料；f) 失效件的质量情况；g)相关结构件及同一型号其他零件的损伤情况；h)调查询问有关人员对结构件失效的见解与建议；-) 需要调查的其他有关情况。323编写调研报告调研结束后应写出调研报告。33失效件分析331 失效件拼

6、凑圈的绘制把现场调研中找到的失效件进行拼凑，并画出失效件拼凑图及破坏扩展方向图，同时应注明找到失效件碎片的位置。332确定首先失效的部件根据调查收集的资料及失效件初步分析的结果，确定首先失效的部件。333裂纹源部位的确定根据失效件拼凑图及破坏扩展方向图找出裂纹源及缺陷存在部位。334编写初步分析报告根据331、33，2及333内容编写出现场失效件调研、观察的初步分析报告。34断口分析341断口的保存保存失效件断口的相关资料，如断口实物、影像资料等。342断口形貌观察a)断口形貌特征的宏观观察；b)断口形貌特征的微观观察。343断口微区成分分析根据需要，可对断口的微区作成分分析。344编写断口形

7、貌分析小结根据341、342和343内容，提出断口分析报告。35失效件材料检测351 失效件材料组分分析根据需要，分析失效件材料的组分。352失效件材料性能检测根据需要，检测材料的物理性能和机械性能，其检测项目可视不同材料及不同结构件而定。353失效件材料内部状况检测根据需要，对材料的内部状况进行无损检测。36确定失效模式、机理和原因361失效模式的确定在调研、观察、检测及受力分析的基础上，对所获得的各种信息进行集中、处理、分析和归纳，确定其2GBT 16778-2009失效模式。362失效机理和原因的确定根据检测和分析结果，确定其失效机理，分析失效原因并确定引起失效的条件及影响因素。37失效

8、复现根据需要和可行性，进行失效复现工作。即通过试验或其他验证方法，确认失效发生的现象，验证定位的准确性和原因分析的正确性。38编写失效分析报告失效分析报告应包括下列内容：a)任务来源；b)对失效件的简要描述；c) 失效前的工作条件及失效现象；d)失效分析的内容和方法；e)分析意见、结论和建议。4失效分析方法41失效件外观缺陷通过目视或低倍放大镜可对失效件的气泡、树脂淤积、皱纹、表面凹陷等外观缺陷进行观察分析。42断口分析421断口宏观形貌通过目视或放大镜，可观察失效件断口的宏观形貌特征。422断口微观形貌通过扫描电镜，可观察分析失效件断口的微观形貌特征。423微区成分分析通过扫描电镜的能谱仪，

9、可分析失效件断口的微区成分。43材料分析431材料的组成根据GBT 6041质谱法分析材料的化学组成；根据HB 5416红外光谱法可检测材料的化学键或基团，并推断出树脂、助剂的种类。432含胶量根据GBT 3855测定碳纤维复合材料结构件的含胶量；根据GBT 2577测定玻璃纤维增强塑料结构件的含胶量。433固化度根据GBT 3854定性推断纤维增强塑料结构件中树脂的固化度；根据GBT 2576定量推断纤维增强塑料结构件中树脂的固化度。434材料性能根据需要及相应标准，检测材料的有关性能，具体检测项目视结构件使用、损伤情况等确定。44内部缺陷的无损检测在使用各种仪器对失效件内部缺陷进行无损检测

10、前，通常先采用敲击法进行定性粗检。该法是用尼龙或有机玻璃制成的小锤，轻轻敲击被测制件，根据声音的清脆或沉闷，可以初步判断结构件中缺陷是否存在并可确定缺陷的大致位置：a)分层：根据GJB 10381A超声波检验、激光全息照相等方法检测失效件内分层缺陷的面积及深度；GBT 16778-2009b)孔隙：根据GJB 10382A X射线照相方法检测失效件内的孔隙；根据GBT 3365检测碳纤维增强塑料失效件内的孔隙含量；根据JcT 287检测玻璃纤维增强塑料失效件内的孔隙含量；c)裂纹：采用激光全息照相、x射线照相、声发射等方法检测失效件内的树脂裂纹；d)夹杂物：通过x射线照相等方法，对失效件内的夹杂物进行分析检测；e)脱粘：通过声振法、超声波法、x射线照相等方法检测夹层结构件内的脱粘缺陷；f) 夹芯缺陷：根据GJB 10381A超声波检验，GJB 10382A X射线检验等方法检测纤维增强塑料夹层结构件内夹芯变形、压塌、密集、对接缝开裂等缺陷。45根据失效件的结构与尺寸估计失效件的受力情况一般应采用材料力学或有限元等方法对失效件的应力、应变进行分析，给出其应力场、应变场的分布与大小。