1、中华人民共和国航空工业标准1m 7624-1998 碳纤维复合材料层合板弯曲疲劳试验方法1999-01-06发布1999-03-01实施中国航空工业总公司批准，且.L.1-日IJ言随着复合材料开发和应用程度的日趋深入，复合材料的应用从飞机次承力结构发展到主承力件上。用于主承力件上的复合材料应具备良好的静态、疲劳和损伤、韧性性能。在复合材料疲劳性能研究工作中.对轴向疲劳的研究较多。国内目前已先后建立了复合材料层合板拉伸和压缩疲劳试验方法的航标与国军标。但尚未有复合材料弯曲疲劳试验方法。中国航空工业总公司航空材料研究院在八五复合材料性能预研项目工作中，对复合材料弯曲疲劳的试验方法、损伤特性等方面进
2、行了工作，取得了一批研究成果，建立了树脂基复合材料弯曲疲劳试验方法的院级标准(Q/6S1084 - 94)0 碳纤维复合材料层合板弯曲疲劳试验方法的编制工作主要依据土述研究工作的结果，并参考国外在该方面的研究成果进行。本标准由中国航空工业总公司航空材料热工艺标准化技术归口单位提出并归口。本标准由中国航空工业总公司航空材料研究院、北京航空航天大学负责起草。本标准主要起草人:于志成、邵毓俊、杨乃宾、聂磊、纪艳玲、尹凯。中华人民共和国航空工业标准碳纤维复合材料层合板弯曲疲劳试验方法HB 7624-1998 1 范围本标准规定了碳纤维复合材料层合板弯曲疲劳试验的试样、试验设备、试验条件、试验步骤、试验
3、结果和试验报告。本标准适用于测定单向(00)和多向对称铺层碳纤维复合材料层合板的弯曲疲劳的中值疲劳寿命、中值S-N曲线和条件疲劳极限。2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB 1446-83 纤维增强塑料性能试验方法总则GB 3356-82 单向纤维增强塑料弯曲性能试验方法3 试样3. 1 试样的几何形状和尺寸见图10OD纤维方向汗川一4. -f= 32h 1F2-4 L-L; 1+20 -图1试样3.2 试样的制备按GB1446规定进行。中国航空工业总
4、公司1999-01-06发布1999-03-01实施4试验设备4.1 试验机HB 7624 - 199B 凡载荷wf.围、波形和频率均能满足试验要求的试验机均可使用。试验机静态载荷精度士1%.动态载荷精度土3%。4.2 试验夹具三点弯曲加载方式示意图见图20三点弯曲夹具加载压头圆柱面半径R为10nun土O.lmm，支座困柱面半径r为5mm土O.lmmo112 .t 14 Ll2 卫44 4页困2三点弯曲加载方式示意回5 试验条件5. 1 试验标准环境条件:温度;23士2L;相对湿度:(50 1: 5) %。5.2 试验采用载荷控制。5.3 试验载荷肢形为正弦波，工作频率在15Hz以F或按技术要
5、求。6 试验步醺6. 1 试样外观检查按GB1446规定进行。6.2 试样状态调节按GB1446规定进行。6.3 试样编号，井测量试样工作段内任意三点的宽度和厚度.取其算术平均值。测量精度应符合GB1446规定。6.4 按跨厚比1/h = 32调整试验夹具的跨距.使加载压头的轴线位于支座中间且与支座相平行l/2应准确到O.5mmo将试样置于试验夹具的两支座中心位置上.并使试样长度轴线方向和支座与加载压头相垂直，如图206.5 试样的静态弯曲强度按GB3356规定的试验步骤测定。6.6 按试验要求调整试验机的载荷波形和工作频率。6.7 根据平均应力也和应力振幅A按式(1)计算对试样施加的平均载荷
6、Pm和载荷振幅PAO施加交变载荷至指定的循环次放或至试样失效，记录载荷循环次数。试样失效是指试样断裂2 HB 7624-1998 或试样发生技术要求所规定的失效形式。2队2p=一一.，.1.(1) 3L 式中:P一一载荷.N; 一一应力.MPa; b一一试样宽度Irrun; h一一试样厚度.mrn; -一跨眶，rnm。6.8 试验过程中应随时观察试样的变化并记录发生的现象。6.9 以交变应力中的最大应力表示应力水平，每级应力水平的有效试样数应不少于5个。6.10 中值S-N曲线的测定采用成组试验法进行。应力水平应不少于4级。6. 11 条件疲劳极限可由S-N曲线确定，也可采用图3所示的升降法测
7、定。7试验结果7.1 中值疲劳寿命注:0-越出，x -破坏llS -升降级差.升降伏tt应不少于4民因3升降法示意图4 7. 1. 1 每级应力水平下所有试样对数寿命(19N)的算术平均值，即中值疲劳寿命的对数值按GB1446规定计算。7.1.2 每级应力水平下所有试样对数寿命的标准差和离散系数按GB1446规定计算。7. 2. 中值S-N曲线7.2.1 按各应力水平的中值疲劳寿命对数值绘制SN曲线。7.2.2 中值S-N曲线也可用式(2)表述:IgN = a + b 19 S . 1. 1. I. (2) 式中;N一一疲劳失效时的循环次数，次;S一一最大应力I:MPa. a=fzw-f吝Sj
8、3 HB 7624 - 1998 ZUJSNd-(三IgSJ)(三IgNj)b = = I ,. 主(W2-t(EKS，)25;一一第i个试样承受的最大应力.MPa;Ni一一第i个试样疲劳失效时的循环次数.次;n-一试样根数。7.3 条件疲劳极限7.3.1 S-N曲线法按指定循环次数由S-N曲线上查得，或由式(2)计算出条件疲劳极限。7.3.2 升降法7.3.2.1 舍弃首次出现捆反结果之前的高应力水平数据，如图3所示1.2两数据点，得到升降曲线。7.3.2.2 统计应力级数和相应的应力水平。7.3.2.3 统计相应于每级应力水平上的有效试样个数，并计算有效试祥总数。7.3.2.4 按式。)计算条件疲劳极限:s=士艺n品 (3) 式中:5-一以最大应力表示的条件疲劳极限，MPaE72-一有效试样，总数:n;一一-第i级应力水平上的有效试样数;S, -一第i级应力水平的最大应力值.MPa; m一一应力水平级数。B试验报告4 试验报告内容应包括以下各项全部或部分ta)试验项目名称;b)试样来源、编号以及制备情况，材料品种及规格;c)试验温度、相对湿度，试验机型号、量程;d)工作频率和试样的破坏特征:e)应力比、每个应力水平的最大应力、有效试祥个数、中值疲劳寿命sf)中值S-N山线;g)条件疲劳极限(注明测试方法); h)试验日期、试验人员、校对者等。
