1、ICS 83. 120 Q 23 毒草3中华人民共和国国家标准GB/T 28891-2012月SO15024:2001 纤维增强塑料复合材料单向增强材料I型层间断裂韧性G1C的测定Fibre-reinforced plastic composites-Determination of mode 1 interlaminar fracture toughness G 1 c for unidirectionally reinforced materials (ISO 15024: 2001 , IDT) 2012-11-05发布2013-06-01实施d岖，0lE3.IF怡、I噜Y飞b_1/.
2、/ 队剖飞飞、/舍/1 、阴./ 、耐忍苍出沪 ii，F，;暨J.1tl)，/中华人民共和国国家质量监督检验检捷总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 28891-2012月SO15024:2001 目次前言E1 范围2 规范性引用文件.3 术语和定义4 原理.25 仪器设备.5 6 试样.6 7 试样数量88 状态调节.8 9 试验步骤.8 10 Grc的计算.9 11 精密度.13 12 试验报告.14附录A(规范性附录)加载块或琴式饺链的制备和粘接.附录B(资料性附录推荐的试验准则.16 附录C(资料性附录)推荐的试验结果表.18 参考文献.21 I GB/T 28891-2012/I
3、SO 15024:2001 前言本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准使用翻译法等同采用ISO15024:2001(纤维增强塑料复合材料单向增强材料I型层间断裂韧性GIC的测定) 与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下z一-GB/T17200-2008橡胶塑料拉力、压力、弯曲试验机技术要求(lSO5893: 2002 ,IDT) 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(SAC/TC39)归口。本标准起草单位z北京玻璃铜研究设计院、中国飞机强度研究所。本标准主要起草人:彭兴财、杨胜春、张力平、仙宝君、梁家铭。皿GB/T
4、28891-2012/ISO 15024: 200 1 1 范围纤维增强塑料复合材料单向增强材料I型层间断裂韧性G1C的测定本标准规定了用双悬臂梁(DCB)试样测定单向纤维增强塑料复合材料的I型层间断裂韧性临界能量释放率)Grc的方法。本标准适用于碳纤维增强和玻璃纤维增强的热固性和热塑性复合材料。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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 2918-1998 塑料试样状态调节和试验的标准环境(idtISO 291: 1997) IS0 1268(所有部分)纤
5、维增强塑料试验板制备方法(Fibre-reinforcedplastics-Methods of producing test plates) IS0 4588: 1995 胶粘剂金属表面预处理指南(Adhesiv臼-Guidelinesfor the surface preparation of metals) IS0 5893 橡胶和塑料试验机拉伸、弯曲和压缩型(恒速转动)技术指标(Rubberand plastics test equipment-Tensile,flexural and compression type(constant rate of traverse)-Descri
6、ption) 3 术语和定义3. 1 3.2 3.3 3.4 下列术语和定义适用于本文件。I型层间断裂韧性mode 1 interlaminar fracture toughness 临界能量释肢率critical energy release rate Grc 在I型张开载荷下，单向纤维增强聚合物基复合材料层合板对分层裂纹起始及扩展的阻抗。注2用11m2来计量。I型裂纹开裂mode 1 crack opening 由垂直施加于双悬臂梁试样分层平面的载荷而引起的裂纹开裂模式，如图l所示。NL点NLpoint 载荷位移曲线上的线性偏离点，如图2所示。VIS点VISpoint 在试样边缘目测到的分
7、层起始点，在图2中的载荷位移曲线上标出。1 GB/T 28891-2012月SO15024:2001 3.5 5%/MAX点5%/MAXpoint 试样加载时，下列两种情况中首先出现的点za) 从初值(CO)处的柔度增加至5%的点(C5y.)，如图2所示zb) 最大载荷点，如图2所示。3.6 PROP点PROPpoint 在载荷-位移曲线上，嵌人物顶端或裂纹发生器以外的，分层长度非连续增加的点，不考虑裂纹被终止的点，如图2所示。3. 7 分层-阻力曲线delamination-r，四istancec町鸭R-曲线R-curve Grc的交给图，对于1型裂绕开裂的初始以及随后的扩展值作为分层长度的
8、函数(见第10章)。4 原理I型双悬臂梁试佯(C岛，如图l所示，用来测定纤维增强塑料复合材料的临界能量释放率Grc或层间断裂韧性。本测试方法仅限于00单向铺层(参见附录B.D。对于I型断裂韧性，Grc伯在裂纹出现以及随后的扩展过程中衰减。分层-阻力曲线或R-曲线是以Grc作为分居长度的函数为基础来绘制的。本测试方法的目的是测定被测复合材料裂纹开始扩展时的初值。分层一般发生在复合材料结构中不同铺层方向层的层间。然雨，在DCB测试方法中，分层裂纹在相同的00单向层间增长，因此在初始分层裂纹形成后会引起纤维桥接。纤维桥接是DCB测试中的人为现象，不代表被测的复合材料。在大分层长度情况下.Grc达到恒
9、定值之前，纤维桥接是导玫民曲线上升的主要因素。在恒定速率下，通过加载块或琴式按链使裂纹扩展载荷垂直于分层平面而施加到DCB试样。在双臂梁试样的中间层预理一层薄的、元粘性的薄膜作为初始分层，如图3所示q对试样进行加载，一旦裂纹从嵌入物前端处发生扩展，立即卸载。此时的裂纹称为试样的预制裂纹。监视分层稳定增长的起始，记录分层从开始及扩展的读数。R-曲线是由嵌人物和I型预制裂纹的初始恒及其扩展来绘制的。在某些规定的环境下(见9.2.7)，可以采用一个可选的模形块预制裂纹方法，但不推荐使用。2 说明zb一一试样宽度z2h-一试样厚度zao一一初始分层长度za一一总分层长度zA一一嵌入物长度z1 s A
10、GB/T 28891-2012/ISO 15024:2001 A 。a a) 采用加载块的分层起始。a b) 采用琴式镀链的分层起始l)一一插销孔中心(琴式饺链轴心)到试样中面的距离zl2一一插销孔中心(琴式饺链轴心)到加载块或琴式饺链边缘的距离zl.一一加载块长度zH一一加载块厚度st一-试样长度。注1:可选择的加载装置:8)加载块，b)琴式饺链。注2:纤维方向平行于长度t方向.固1带有初始分层的双悬臂梁(DCB)试样的几何形状3 GB/T 28891-2012月SO15024:2001 60 MAX 10 50 40 Z阳悍时牺30 20 。10 15 20 位移/mm25 30 35 说
11、明21一一卸载后的初始裂纹$2一一裂纹扩展z3一一裂纹扩展标记。DCB测试的载荷-位移曲线显示，(1)在卸载后从嵌入物开始;(2)通过裂纹扩展和卸载后产生的I型预制裂纹再开始.注z图中显示5%值出现在最大载荷值之后，重新加载后的曲线明显有5mm的偏移.圄2DCB测试的载荷位移曲线4 GB/T 28891-2012/1S0 15024:2001 说明21 嵌入薄膜52一一纤维方向sd V d二一初步剪裁加工要求的边界余量。60 F、60+d 、2 d 65 气3125+2d 圄3试板制备实例(包含层合摄结构、嵌入薄膜的尺寸和位置)5 仪器设备5. 1 测试仪器5. 1. 1 概要拉伸试验机应符合
12、ISO5893，具体要求见5.1. 25. 1. 50 5. 1.2 试验速度试验机应具有9.2.1和9.3.1所要求的恒定的位移速率，按ISO5893的规定。5. 1.3 夹具单位为毫米试验机应配备能将载荷传递到嵌人加载块中的插销或能夹持琴式伎链柄头的夹具。在任何情况GB/T 28891-2012月SO15024:2001 下，试样端部都必须能够灵活转动。夹具的轴心必须与试验机的轴心一致。5. 1.4 载荷和位移测定载荷传感器应被校准，它的最大允许误差为士1%。通常通过横梁的移动来校正任何有效的载荷变形，使得位移测定的误差不大于指示值的士1%。5. 1.5 记录装置试验机应能连续地测量并记录
13、载荷和位移。5.2 加载块和琴式镜链加载块或琴式饺链用于对试样加载，如图1所示，其宽度至少应与试样宽度一致。对于如图1a)中所示的加载块，l3的最大值为15mm.加载块插销孔应在l3的中点处。5.3 测量仪器5.3. 1 千分尺或类似量具，精度为0.02mm或更高，用于测量试样的厚度。测量时，千分尺应具有能与被测表面匹配的接触面(如平面对平面、抛光的表面，半球面对不规则的表面)。5.3.2 游标卡尺或类似量具，精度为0.05mm或更高，用于测量试样的宽度。5.3.3 直尺，精度为1mm，用于测量试样的长度和对试样边缘做标记以监测裂纹扩展。5.4 移动式显微镜(可选)移动式显微镜用于测量分层长度
14、。如使用，显微镜应有omm200 mm的行程，放大倍数不大于70倍，读数精度为0.05mm. 5.5 元粘性嵌入薄膜用作嵌入物的无粘性高分子薄膜，其厚度不超过13m。对于固化温度低于180C的环氧树脂基复合材料，推荐使用聚四氟乙烯(PTFE)薄膜。对于固化温度高于180.C的复合材料(例如聚酷亚胶或双马来酷亚胶复合材料)，推荐使用聚酷亚胶薄膜(参见B.2)。5.6 辅助装置5.6. 1 干燥器E用于存放状态调节后的试样，包含合适的干燥剂，如硅胶或者无水氯化钙。5.6.2 脱模剂z当用聚酷亚胶薄膜作为元粘性嵌人薄膜时，推荐使用聚四氟乙烯(PTFE)型脱模剂参见B.2)。5.6.3 胶粘剂z双组分
15、室温固化型，如睛基丙烯酸醋或环氧树脂胶粘剂，用于试样与加载块或琴式镜链的粘接(见附录A)。5.6.4 溶剂z有机溶剂，如丙酣或乙醇(见附录A)。5.6.5 砂纸研磨纸):500目或者更细(见附录A)。5.6.6 白色液体z水溶性的打字机修改液。6 试样6. 1 试摄制备试板应采用ISO1268规定的合适制备方法进行制备。对于纤维体积含量为60%的碳纤维增强复合材料，推荐的厚度为3mm，而对于纤维体积含量为60%的玻璃纤维增强复合材料，推荐的厚度为5mm. GB/T 28891-2012月SO15024:2001 应采用偶数层的单一方向铺层(参见B.口，铺叠时应将元胶的薄膜嵌人层合板的厚度中心处
16、。为了模拟一个尖裂纹并对层合板各单层的影响最低，嵌人物厚度不应超过13m.嵌入物的材料和制备参见B.2.如果使用聚酷亚胶薄膜，薄膜应在嵌入层合板之前用脱模剂涂覆或喷涂。薄膜应在涂覆脱模剂之前切割成合适的尺寸。含有硅的脱模剂会穿透各单层而污染层合板，烘烤薄膜有利于防止硅在复合材料层间中迁移。薄膜涂覆脱模剂后，在130c条件下烘烽30min，该过程需进行两次。应小心操作，避免脱模剂的涂层被损坏和擦除。图3给出了试板构成的实例，试板切割和加工时需要考虑嵌入物的位置。6.2 试样制备6.2. 1 标准试样试样由试板经机械加工而得到，试样的轴线与试板的纤维方向平行。试样应做标记以追溯其在试板上的初始位置
17、，试样的结构形式见图1，标准试样的尺寸和公差见表L试样表面不得采用机械加工以满足厚度要求。单个试样的厚度和宽度与该组试样平均值的偏差不应超过士1%。表1标准试样的尺寸和公差单位为毫米尺寸碳纤维玻璃纤维公差宽度b20 20 士0.5最小长度t125 125 厚度2h3 5 士0.16.2.2 可选试样可以根据试样的拉伸弹性模量和预计的层间断裂韧性值而采用其他的试样厚度。试样厚度的选取原则参见B.3，并基于预计的层间断裂韧性值而不必进行位移修正。也可采用宽度在15mm30 mm之间的试样，允许增加试样的长度，但不推荐缩短试样的长度，因为它会缩短检测的最大分层长度，并减少分析用的数据点。6.3 试样
18、的检查和测量试样加工完后，检查并剔除产生扭曲、翘曲和切割损伤的试样。检查试样的切割边是否足够平滑，以满足B.4和B.5的裂纹长度检测要求。测量每个试样长度l，精确到毫米。沿着长度方向上间隔均匀的3个点，测量试样宽度b，精确到0.02 mm.沿试样中心线测量上述3点的厚度拙，精确到0.02mm。最后在中心接近边缘的2个附加点上测量试样厚度，以检查试样的厚度均匀性。记录每次测量的厚度、宽度和平均值，核对其值是否在表1给出的范围内，同时核对试样尺寸变化是否在表1给出的范围内。剔除不符合要求的试样。测量试样两个侧边嵌入物的长度，取平均值，如果两个侧边嵌人物的长度相差超过1mm，应在报告中注明。每个嵌人
19、物尖端至加载块或琴式镜链最近端的最小距离为45mm. 6.4 加载点的连接将用于加载的加载块或琴式镜链与含有嵌人物的试样端部表面粘接，如图L加载夹具应与试样7 GB/T 28891-2012/ISO 15024:2001 平行和相互对齐，并在胶接处用夹板固定。加载块或琴式镀链的粘接要求见附录A.6.5 分层长度的测量为了测量分层长度，应沿着试样边缘每间隔5mm做标记，并延伸到至少超过嵌入物尖端55mm 处。另外，在开始的10mm和最后的5mm处每间隔1mm做标记。7 试样敢量试样的数量至少为5个。元效试样见9.3.6)应剔除，并用备用试样代替。8 状态调节试样粘接加载块或琴式伎链后，应按树脂供
20、应商推荐的干燥温度和干燥时间进行干燥处理。干燥处理后，试样应在干燥器中保存，保存时间不超过24h. 注2由于聚合物基复合材料的层间断裂韧性对水分很敏感，为了得到含有相同吸湿量试样的基准数据，要求进行状态调节。因此，本标准中推荐的状态调节为干燥处理，参见B.6. 9 试验步骤9. 1 试验准备9. 1. 1 试验应在GB/T2918规军的标准条件(温度23c土2.C，相对湿度50%士5%)下进行。9. 1.2 将试样安装到试验机的夹具巾。如有可能，对试样端部进行支撑，以保持试样垂直于加载方向。9. 1.3 试验准备的更多要求参见B.4。9.2 初始加载9.2. 1 以1mm/min5 mm/mi
21、n的恒定速率对试样加载。9.2.2 连续记录载荷和优移值。记录分层的位置，精确至:f:0.5mm(参见B.5)。9.2.3 加载期间，在试样边缘目测到分层起始时(VIS，图2).在载荷-位移曲线上标注此点，或记录载荷-位移的数据值。注1:如果很难观察到分层扩展的起始，推荐改善照明条件，或降低试验速度。9.2.4 当嵌入物外的分层裂纹-氏度到3mm5 mm后停止加载。如果观察到嵌入物处的分层出现不稳定扩展参见B.7)，继续加载，直至嵌入物外的分层裂纹长度到3mm5 mm，并在报告中注明。如果分层长度超出3mm5 mm，应在报告中注明。9.2.5 以低于25mm/min的恒定速率卸载。9.2.6
22、卸载后，在试样两个侧边对预制裂纹的尖端做标记。如果两个标记的位置相差超过2mm，或试样从夹具上脱落，应在报告中注明。注2:两标记位置之间相差超过2mm，说明加载不对称.9.2.7 如果R-曲线显示断裂韧性随分层长度出现明显降低的异常情况(见图的，可用模形预制裂纹替代预加载过程。不推荐使用模形预制裂纹参见B.8)，因为模形开裂难以产生合适的预制裂纹，如果使用应在报告中注明。另外，预制裂纹不一定总是出现在试样的中面。如果预制裂纹偏离试样中面，则试验结果无效，同时应在报告中注明。9.3 重新加载9.3. 1 与初始加载一样，在1mm/ min 5 mm/ min之间选取一个恒定速率对试样重新加载，在
23、达到, GB/T 28891-2012月SO15024:2001 最终分层长度之前，不能停止加载或者卸载(见9.3.3)。记录载荷位移值，包括卸载过程。在试样侧边标记分层位置，其精度在士0.5mm之内。9.3.2 在试样侧边观测到从预制裂纹处的分层扩展时，记录该点的载荷和位移值(VIS，图2)。9.3.3 连续加载，当分层长度在第一个5mm范围内，尽可能多地记录载荷位移值，如每1mm记录一次;接下来每5mm记录一次载荷位移值，直到从预制裂纹尖端开始的分层至少扩展45mm;最后5 mm分层长度范围内，每1mm记录一次。直到从预制裂纹尖端开始的分层总长度达到50mm (见图2)。9.3.4 以低于
24、25mm/min的恒定速率卸载。9.3.5卸载后，在试样两个侧边对分层裂纹尖端的位置进行标记。如果两侧边标记位置相差超过2 mm，需在报告中注明。注3:两标记位置之间相差超过2mm，说明加载不对称。9.3.6 如果卸载后试样出现永久变茄，则应在报告中注明。如果分层偏离试样的中面，则试验结果元效。在此情况下，必须用备用试样重新试验。10 G1C的计算10. 1 试验结果解释从载荷-位移曲线图以及由分层扩展值得到的R曲线，可以确定几个不同的G1C起始值。以下与G1C值对应的点，从每个试样起始薄膜和I型预制裂纹的试验中得出。这些起始值如图1的R曲线所示，确定如下zNL点一一括载荷-位移曲线的初始直线
25、部分画一条直线，其线性偏离点或非线性(NL)的起始点即为NL点(圈2中的NL)，该点的获取方法参见B.9。VIS点一一在试样侧边第一次目测到嵌入物尖端或I塑预制裂纹出现分层的点因2中的VIS)。记录该点对应的载荷和位移值以用于计算。可以采用移动屉微镜(5.4)检测VIS点。5%/MAX点一试样第一次加载过程中的载荷和位移值。对于5%值，画一条直线得到初始柔度Co，并忽略任何加载系统引起的偏差，然后以柔度等于1.05Co画一条新的直线，以该直线与载荷-位移曲线的交点的载荷和位移来计算G1C。若交点的位移大于最大载荷点的位移，则用最大载荷及其对应的位移来计算G1CoPROP点一一裂纹扩展期间，每一
26、个分层长度对应的测量值国7和8中的PROP)，但裂纹终点数据除外。PROP点的最小数据为15个。如果采用较少的数据点，将影响统计结果，应在报告中注明。10.2 数据处理10.2. 1 慨述方法A(见10.2.2)或方法B(见10.2.3)将用于数据简化，两种方法将给出等效的结果。分析所需要的数据如下=一一初始分层长度ao;一一一总分层长度a(a=ao十测量的分层长度增量); 一一载荷p;一一载荷线位移8;一一载荷线柔度C，C=8/p;一一试样宽度b;一一试样厚度助。9 GB/T 28891-2012月SO15024:2001 10.2.2 方法A:修正的梁理论(CBT)(仲裁法)将柔度的立方根
27、C1/3使用加载块时，应为(C/N)仙，其中N为加载块修正系数，下文有定义作为再加载数据中分层长度a的画数绘制坐标图来建立二者之间的关系(见图。通过数据拟合直线的外推产生与X轴的截距.如果得到的截距A为正值，则取.1=0，并在报告中注明。VIS和PROP点可用于线性拟合，但不应用于确定NL或5%/MAX点。当绘制的图形如图4所示时，如果VIS点元法确定或明显位于由PROP点所定义的范围之外，则该点不参与线性拟合，并在报告中注明。临界能量释放率G1C按式(1)计算z式中zF一-大位移修正系数zN一一加载块修正系数。企3F18. F 一XF或G1C一X:_. ( 1 ) -2b(a+ 1.11)桶
28、-2b(a + 1.1 1 ) r. N 计算所有初始点和扩展点对应的G1C值。对于嵌入物，以加载线与嵌入物尖端之间的距离(图1中的ao)作为初始分层长度E对于预制裂纹，以加载线与预制裂纹尖端之间的距离图1中的a)作为初始分层长度。大位移修正系数F适用于所有的试样，如果8/aO.4.则修正系数的影响很显著。大位移修正系数F和加载块修正系数N分别按式(2)和式。计算，对于琴式镜链，取N=l.3182 218l1 F=l一._r _:_ I -: r寸I. . . . .( 2 ) lU飞aI .j飞a-I Il2 3 9 r 1 Il2 21 811 9 1 8 2 (l一一11-(1I一一一(
29、_:_l. . . . .( 3 ) 一飞aJ 8 I飞aJ I a2 35飞aJ 式中zII一一插销孔中心或琴式镀链轴心到试样中面的距离zl2 -插销孔中心到加载块边缘的距离(见图1)。若大位移修正系数F小于0.9，应在报告中注明。注2该VIS点不参与线性拟合(见10.2.2)。圄4在修正梁理论方法中用线性拟合测定A10 分层长度a. 、，GB/T 28891-2012月SO15024 :2001 方法B:改进的柔度校准方法(MCC)将用宽度归一化的柔度立方根(bC)l/3如果使用加载块，应为(bC/N)1/3J作为再加载数据中用厚度归一化的分层长度a/岛的函数绘制坐标图来建立二者之间的关系
30、(见图白。直线的斜率定义为m.临界能量释放率GIC按式(4)计算zGTr = _ !_ x ( 2 /bC 2/3 IC=;-;一一_V 1-1 Y.- 11: C -2(2h)八b J 飞NJ 式中F和N分别由式(2)与式(3)中给出，计算所有裂纹起始点和扩展点对应的GIC值。用显微镜参见B.5中描述在水平方向上测量分层长度(图6中x)时，分层长度z可用于绘制图4和图5，并计算GIC此时，大位移修正系数F等于1.但是，如果用加载块代替琴式镜链，则需要采用式(3)的修正系数N来计算GIC。 ( 4 ) 10.2.3 鼓据记录囊，鼓据固和统计计算所有从起始薄膜、I型预制裂纹和PROP值得到的对应
31、的NL、VIS和5%/MAX点的结果，都用于绘制分层-阻抗曲线(R-曲线和每个试样的GIC分层长度a曲线(见图7和图的。当需要从试验中得到材料特征值时，需有5个试样(见第7章)，并计算对应于每个VIS、NL和5%/MAX点的GIC的算术平均值、标准差和离散系数cv.单个试验结果表格将用于记录从嵌入物(NL、VIS和5%/MAX点对应的值)或I型预制裂纹(NL、VIS、5%/MAX和PROP点对应的值)得到的每个试样的试验数据。推荐的试验结果表格参见表C.l。10.3 5(hqus 少1-a/2h 。11 注2该VIS点不参与线性拟合(见10.2.3)。改造的柔度校准方法(MCC)中用续性拟合确
32、定的斜率m圄5GB/T 28891-2012月SO15024:2001 P P 圄6DCB试样在加载时，活水平方向上测量的分层长度X，沿固定在试样上的刻度尺方向测量的分层长度a吉、阳、社u 2000 1500 ,- 1 000 500 0 30 45 5%.俨OV1S. NL. 。60 75 分层长度/mmO PROP 90 注:NL、VIS、5%、扩展值和PROP在第3章中定义.仅给出初始加载值.固7典型的分层阻力曲线(R-曲线)，分层阻抗随分层长度增加而增加12 300 吨f、如h圃飞 2001 。150100 50 0 40 NL. VIS .000 5% 45 50 GB/T 2889
33、1-2012/ISO 15024:2001 。PROP 55 60 65 70 75 分层长度/mm注:NL、VIS、5%、扩展值和PROP在第3章中定义。仅给出初始加载值。图8非典型的分层阻力曲线(R-曲线)，分层阻抗随分层长度增加而降低11 精密度表2给出的材料和精密度数据，按本标准由两次国际循环试验得出。初始值引用NL值，对于碳纤维增强环氧材料(CFRE)，初始值与VIS值相同。对于碳纤维增强热塑性复合材料(CFRT)，NL点在VIS点之前出现。试验过程对方法进行了改进，即在初始预制裂纹产生后没有卸载，而是连续试验。所有试验均得到了典型的民曲线(如图7)。表2ASTMD5528中的精密度
34、鼓据材料实验室数量每个实验室嵌入物GyC平均值(CV)r (CVh 测试数量KJ/rn2 S, % SR % CFRE 3 3 13m 0.085 0.015 17.6 0.014 16.5 聚酷亚胶CFRT 9 5 7.5m 聚酷亚胶1. 182 0.126 10.8 0.111 9.4 CFRT 9 5 13m 1. 262 0.132 10.5 0.110 8.7 聚酷亚践注z这些结果都选自于ASTMD 5528首次发布的数据.应该注意到.ASTM标准的数据仅限于碳纤维增强材料，对于其他的材料，其偏差可能更大。重复性和再现性的精密度测量在ASTMD 5528定义为=重复性一一相同材料在某
35、一实验室的试验结果同一操作者使用相同的试验设备在短时间内得到).如果其标准差大于材料的Y值，则试验结果的重复性是不可信的，其中，=2.8s，.s，是每个实验室的标准差的平均值.再现住对于相同的材料，如果两个不同的试验室得到的平均结果之间的标准差，或者在同一个实验室由不同的操作者采用不同的设备而得到的平均结果之间的标准差大于该材料的R值，则说明试验结果不可信，其中R=2.8sR .SR是从所有实验室得到的GyC平均值的标准差。13 G/T 28891-2012月SO15024:2001 12 试验报告试验报告应包含以下内容za) 引出本标准，指出分析方法。b) 标示测试材料所必需的详细信息(如，
36、层合摄制造商，纤维材料，聚合物材料，最高固化温度Tmc固化时间tc) c) 试样数量，试验日期和试验室。d) 每个试样在试板上的位置。e) 每个试样的平均厚度、平均宽度、沿长度方向的最大厚度偏差和长度，使用的嵌入物材料及其厚度和长度，如果嵌人物长度两侧边尺寸的测量值相差超过1mm，需注明。f) 初始嵌人薄膜和脱模剂类型。g) 试验环境条件和状态调节环境条件。h) 使用的加载装置的类型(加载块或琴式镜链、几何尺寸及表面处理方法，与试样粘接的胶粘剂(如果使用)。i) 预制裂纹的类型(1型或模形开口)，如果在预制裂纹形后试样与夹具脱离，需注明。j) 嵌入物或I型预制裂纹试验所采用的加载和卸载速率。k
37、) 试验(卸载)后，从试样两个侧边的加载线测量的嵌入物的分层长度，如果测量的分层长度相差超过2mm，需注明。如果采用CBT方法，则记录归一化柔度立方根(C/N)I/3-分层长度a曲线用线性拟合得到的与X-轴的截距.1，以及线性拟合的相关系数.如果线性拟合不包含VIS值，需注明。m)如果采用MCC方法，则记录宽度归一化的修正柔度立方根(bC/N)附-以厚度归一化的分层长度a/2h曲线经线性拟合得到斜率m，以及线性拟合的相关系数rze如果线性拟合不包含VIS值，需注明。n) 每个试样的载荷一位移曲线。)每个试样G1C值的表格和G1C(对应的所有点的值在10.1定义)-分层长度a曲线(R-曲线),
38、包括大位移修正系数和加载块修正系数。如果大位移修正系数F小于0.9，需注明。p) 对应于VIS、NL和5%/MAX点的各组数值的平均值和离散系数。q) (CS%/MAX一Co)X 100/Co值，例如，初始柔度Co与MAX或5%点处柔度变化的百分比，两者都适用。r) 任何与本标准规定的偏离例如，试样的尺寸和纤维方向s) 试验时可能影响试验过程和试验结果的异常现象例如，预制裂纹或分层与试样中面的偏离、纤维桥接、卸载或嵌入物粘接后的永久变形。如果可能，材料特性结果(如纤维和空隙率。14 GB/T 28891-2012月SO15024:2001 附录A规范性附录)加载块或琴式镜链的制备和轴接加载块或
39、琴式镜链与试样首先都应被轻微地打磨。测试过程中使试样分层的载荷是非常低的，所以仅使用砂纸打磨或喷砂处理。加载块和琴式镜链与试祥在打磨之后应用溶剂进行清理。如果发生胶接层失效，需查阅ISO4588得到精密的工序。块或镜链与试样的粘结应在表面处理后立即进行。在先前类似样品的测试中，已发现睛基丙烯酸醋胶粘剂可以满足大多数情况。或者说，刚性的、室温固化的胶粘剂都可被使用。表面处理和胶站剂的种类都应在报告中注明。15 GB/T 28891-2012月SO15024 :2001 B.1 样晶的铺层准则附录B资料性附录)推荐的试验准则本标准只规定了。单向铺层。该铺层显示出非常小的互反曲面的弯曲。因此，板的弯
40、曲刚度参数满足(z/(llzz)比率远小于1的条件。多向铺层不满足这种条件，由此显示出互反曲面的弯曲的重要性。此外，多向铺层会导致裂纹的分叉远离试样的中面，因此不推荐使用。B.2 初始嵌入薄膜材料和制备准则建议使用聚合物薄膜作为初始薄膜，以避免使用铝薄膜产生的折叠或卷曲问题。环氧基复合材料的固化温度低于180C时，推荐使用聚四氟乙烯(PTFE)薄膜。复合材料例如聚酷亚胶或双马来酷亚胶复合材料)的固化温度超过180C时，推荐使用聚酷亚胶薄膜。B.3 试样厚度准则如果可能，试样厚度选择按式(B.1): 2h叫空前m式中za 试样厚度;GIC一一一预判的最大断裂韧性za。一一初始分层长度(对于加载块
41、ao=A-l3+lZ);Ell一一试样沿纤维方向上的拉伸弹性模量。. ( B.l ) 应用本准则要求要对测试材料的GIC值有预先认识，如果有效的话，刊登文献上的试样结果和数据将被使用。用本准则确定试样厚度会产生一个趋近于1的大位移校正系数。B.4 试验准备当第一次测试材料或实验人员对观察初始分层没有经验的情况时，推荐制备不少于一个的备用试样最少为6个代替5个)。测力传感器和载荷范围选择小于500N. 在状态调节后，沿试样边缘涂上一薄层的水溶性打字机修正液(白色墨水)，有助于观察分层的增长。一些修正液使用的溶剂对有些复合材料种类有害，因此，在使用前最好对液体的成分进行检查。分层增长可以用肉眼或者
42、使用移动式显微镜观察。更多细节见B.5.对于透明层合板，在整个宽度方向做标记，要好于在侧边做标记，可以更好地观察内部的分层长度。B.5 自动测量分层长度通过在移动式显微镜上安装一个位移传感器来自动测量分层最度。按照6.5中的规定对试样进行G8/T 28891-2012月SO15024:2001 划线标记，将移动式显微镜放在第一个标记处，记录显微镜指示的位置。当分层前沿通过显微镜的网格线时，分层长度与显微镜的位置一致。然后将显微镜移动至下一个标记处，记录分层长度z。重复以上步骤，直到测试结束。8.6 状态调节准则GB/T 2918规定试验前的状态调节条件和测度中所用的条件，是典型实验室环境。GB
43、/T2918允许温度为+23c和+27C，以及相应的湿度z如果同意，20c也可以使用。试样在上述三种温度放置88 h后，会吸收相当大的水分(吸湿取决于基体材料。高温干燥后的试验结果与GB/T2918的规定相比是不同的。因此，推荐样品经高温于摆后以最小含水量进行测试(环氧干燥温度为70C时在干燥器最多放置一天8.7 不稳定的分层扩展大多数纤维增强层合板的分层扩展是不稳定的，即使在显微镜下观察其扩展速度都是元规律的。不稳定分层扩展的特点是初始阶段没有明显出现或者很缓慢的护展;接着是迅速的，几乎是瞬间的出现分层扩展。在载荷位移曲钱上呈现出几乎是垂直位移坐标轴的急剧下降。在不稳定分层扩展期间通常不能记
44、录到分层最度值。在不稳定分层扩展停止后(没有分层增长)，继续加戴，载荷随着分层扩展不断增加，并产生一个(局部)最大载荷。8.8 模形块预制裂纹的准则如需选择某一载荷引导预制裂纹方法(且第4章和9.2.7)，推荐使用模形开口。在距薄膜尾端5 mm处夹紧试样，模形块的宽度至少应与试样宽度相等，开口角应尽可能小，且模形块不接触分层裂纹的顶端。采用于推、轻敲模形块端部或用合适工装将模形块装进试样，使模形块距夹紧处2mm 3 mmo通常棋形块的预制裂纹会超出夹紧处几毫米，但超出应尽可能短，以保证能较得至少50mm的分层长度。8.9 NL点的获取从二种典型材料(碳-纤维/环氧和碳-纤维/PEEK)的x-射
45、线囱像上可以看出，试样内部初始薄膜处的分层在接近NL点并在VIS点之前发生。NL点往往对应最低，最保守的层间断裂韧性值。然而，在载荷位移曲线上难以再现NL点，因为变异系数超过10%是常见的，但是，一般记录在一个X-y坐标记录器的图纸上的载荷-位移画数的模拟信号图要比在测试中通过一个数据采集装置自动记录的数据点获得的拟合曲线得到较少变异的结果。在载荷位移曲线上从一个限定的载荷开始进行线性拟合绘制，这样可以避免由于使用一致的准则引起的非线性直线偏差，例如绘图仪追踪的中点，可以得到更一致的结果，17 GB/T 28891-2012月SO15024:2001 推荐的试验结果表见表C.1.18 附录C(资料性附录)推荐的试瞌结果表表c., 推荐的试验结果表如. I型DCB实验结果表，共2页第1页纤维树脂试祥标识试样编号实验室试验人员试验时间层合板厂商树脂厂商纤维厂商试祥*度l/mm载荷传导平均厚度2h/mm块厚度H/mmNL土s平均值厚度最大偏差.2h)/mm块长度l3/mm12 CVNL 试样宽度b/mm块/饺链宽度/mm嵌入物材料表面处理_-VIS士g平均值嵌入物厚度/m胶粘剂:t: 嵌
