1、中华人民共和国航空航天工业部航天工业标准硬质泡沫塑料剪切性能试验方法1 主题内容与适用范围QJ 2101-91 本标准规定了硬质泡沫塑料剪切性能试验的设备、试样、条件和步骤.本标准适用于测定各种硬质泡沫塑料(包括纤维增强的、颗粒增强的和非增强的塑料)从室温至150t温度范围内的剪切强度和剪切弹性模量.Z 引用标准JJG 139 拉力、压力和万能材料试验机检定规程3方法要点剪切强度.通过金属加载板对试样施加剪力至试样破坏，根据试样破坏时的载荷计算剪切强度.剪切弹性模量:当通过金属加载板对试样施加剪力时，试样上产生剪切变形，记录载荷一变形曲线，取弹性范围内的载荷增量与相应的变形增量，计算剪切弹性模
2、量.本方法采用双压剪切方式测定剪切性能.亦可采用单拉剪切方式测定剪切性能，详见附录A(参考件) 4试验设备、量具4. 1 试验机应有自动调节对中的万向接头和带球饺的压缩平台.试验机应按刀G139规程定期检定，示值相对误差为士1%.4. 2 剪切试验装置见图1.4. 3 变形测量引伸计在试验温度下的测量示值相对误差为士1%. 4. 4 测量试样尺寸的量具的最小刻度值为0.05mm.4. 5 高温试验用加热箱至少应具有大于试样尺寸的均温区，温度波动范围为:t2t.4. 6 采用热电偶测量试样表面的温度.5试样5. 1 试样为矩形截面的长方体.其尺寸见图2.航空航天工业部1991-02-01批准19
3、91-01)-)1实施QJ 2101-91 双压剪切试验装置示意图1-上压板;2-带金属加载板的试样3-变形测量引伸计，4-引伸计定位块;5-带球佼的下压板图1囚。钊军10土0.1一-30主0.1圈2双压剪切试样先将材料表皮去掉，再沿泡沫增长方向和垂直于泡沫增长方向取样.加工试样时，应防止材料受损伤，不应使用任何冷却液.金属加载板经表面处理后，按图3用环氧胶胶接试样.要求胶接后的试样符合以下S. 2 S. 3 S. 4 要求:B.胶接过程不得改变泡沫塑料的性能;2 QJ 2101-91 b.金属加载板与试样胶接面间错位不大于O.Smm;C.双压剪切试样的下金属加载板的两底面A应在同一平面上，并
4、与上金属加载板顶商B平行.其平行度不大于O.lmm.10 盘属加戴桓A 。, 止。 图3胶接后的双压剪切试样50 5 胶接后的同一方向的一组试样数量不少子5个.6试验条件A向1 室温试验的标准环境温度为23:t2t，相对湿度为45%-55%.若达不到上述规定时，应如实记录试验时的环境温度和相对湿度，Z 室温试验前.试样需在6.1条规定的环境条件下至少放置24h.6. 3 高温试验时.试样在试验温度下至少保温30min，温度波动范围为:t2t.4 剪切试验的加载速度为1-2mm/min.7试验步醺7. 1 试验前按5.1-5.3条对试样进行外观检查，并记录其结果.测量试样的厚度.然后按5.4条的
5、要求胶接金属加载板.7. 2 将胶接后的试样编号，测量胶接后的试佯左右两侧的高度和上下两面的宽度，取算术平均值，准确至O.05mm.7. 3 将双压剪切试验装置上、下压板与试验机上、下接忏相连，胶接后的试样安装在下压板上，调节对中，并注意胶接后的试样的A、B面与上.下压极平行，调节试验机零点.7. 4测剪切强度时，对胶接后的试样均匀连续加载至破坏.记录破坏载荷和破坏部位.3 QJ 2101-91 7. 5 测剪切弹性模量时，在胶接后的试样上安装己在试验温度下标寇过的变形测量引伸计(见圈。.然后对其均匀连续加载.记录载荷一变形曲线.7. (;做高温试验时，将加热箱固定在试验机上，然后升温.当箱内
6、温度升至试验温度后，将胶接后的试样放到箱内的试验装置上，注意A、B面与上、下压板的平行和对中.待箱内温度重新升到试验温度后保温30min.即按7.4或7.5条进行试验.若对保温时间有特殊要求，按有关文件规定执行.7. 7凡在试样与加载板的胶接面处破坏者应作废-8结果处理8. 1 剪切强度按式1计算，取三位有效数字.F z一一.u(1) , 2b h 式中飞一剪切强度tMPa; F一破坏载荷.N; b一试样宽度.mm; h一试样高度，mm. 8. 2 剪切弹性模量按式2计算.取三位有效数字.式中:Gc一双压剪切弹性模量.MPa; b一同式1;h一同式1;品一试样厚度.mm; I1F E一一一.u
7、.(2) , 2bhl1 L I1P一载荷一变形曲线上初始直线段的载荷增量.N; I1L一载荷一变形曲线上与I1F相对应的变形增量.mm. 8. 3 根据需要绘制剪切应力一应变曲线.8. 4 按下列各式计算一组数据的算术平均值、标准差和变异系数-8. 4. 1 算术平均值按式3计算，取三位有效数字.4 式中:X一算术平均值，X，一第t个试样的试验结果;一组试样的数量.QJ 2101-91 8. 4. 2 标准差按式4计算，取两位有效数字.I (X,- Xi s= n-1 式中:S一标准差;x、X俨n一同式3.8. 4. 3 变异系数按式5计算.取两位有效数字. (4) c =王.(5) X 式
8、中:C，.一变异系数;s-同式4，X一同式3.9试验报告试验报告应包括下列内容:a.试验项目名称(注明剪切形式);b.试样来源、材料名称.规格、工艺状态及表观密度，试样编号、取样方向、数量及外观质量;d.试验设备及加载速度;e.试验日期、试验室的环境温度、相对湿度和试验温度;f.每个试样的试验结果.根据需要，可给出一组试验结果的算术平均值、标准差和变异系数;R.试验和审核人员签字.5 A 1试验设备QJ 2101-91 附录A单拉剪切试验(参考件)A 1. 1 单拉剪切试验装置示意图见图A1.要求单拉剪切试验的加载中心线通过试样的对角线.2 3 4 5 图A1单拉剪切试验装置示意图1 上拉头;
9、2 变形测量引伸计3引伸计定位块，4 带金属加载板的试样;5一下拉头A 1. 2其余试验设备同4.1、4.3.4.4. 4.5. 4.6条-A2 试样6 QJ 2101-91 A 2. 1 试样为矩形截面的长方体，其尺寸见图A2.的。钊。响12士0.150主0.1I 单拉剪试样试样制备同5.2、5.3条.A 2. 3金属加载板经表面处理后.按图A3用环氧胶胶接试样.胶接后的试样符合5.4a、b要求.回A2A 2.2 胶接后的单拉剪切试样图A3试样数量同5.5条.A 2. 4 试验条件A3 试验条件同第6章.试验步黯A 4. 1 按A2.I.5.2、5.3条对试样进行外观检查，并测量试样的厚度，
10、然后按A2.3条的要求胶接金属加载板.A 4. 2同7.2条.A 4. 3将单拉剪切试验装置的上下拉头与试验机上下接杆相连，试样安装到试验装置的上下拉头内，调节对中;调节试验机零点.A 4. 4试验按7.4、7.5.7.6. 7.7条进行.7 A 4 QJ 2101-91 A 5 结果处理A S. 1 剪切强度按式Al计算，取三位有效数字.F =一.n. . (Al) , bh 式中:，一单拉剪切强度，MPa; F-破坏载荷，N; b一试样宽度tmm; h-试祥高度，mm. A 5. 2 剪切弹性模量按式A2计算，取三位有效数字.!J.FJ G - .-:. -_ . . . (A2) , bh!J. L 式中:Gi一单拉剪切弹性模量tMPa; 仕-同式Al;h-同式Al;晶试样厚度.mm; !J.F-一载荷-变形曲线上初始直线段的载荷增量.N; !J.L一载荷一变形曲线上与!J.F相对应的变形增量.mm. A S. 3根据需要绘制剪切应力一应变曲线.A 5. 4按8.4条进行数据处理.A6试验报告试验报告同第9章.附加说明:本标准由航空航天工业部七O八所提出.本标准由航空航天工业部七O三所负责起草.8
