1、中华人民共和国航空行业标准FL 0183 HB 7718.2-2002 碳纤维复合材料层合板湿热环境下层间断裂韧性试验方法第2部分:TI型层间断裂韧性试验方法Test method of interlaminar fracture toughness of carbon fiber composite laminates in hot-wet environments Part 2: Test method of mode II interlaminar fracture toughness 2002一11-20发布2003-02一01实施国防科学技术工业委员会发布HB 7718.2-22 前
2、言航空行业标准-一碳纤维复合材料层合板湿热环境下层间断裂韧性试验方法分为两个部分.一一第1部分:1型层间断裂韧性试验方法，一一第2部分:II型层间断裂韧性试验方法。本部分为碳纤维复合材料层合板湿热环境下层间断裂韧性试验方法的第2部分，它与第1部分是相对独立的两个标准。本部分由中国航空工业第一集团公司提出。本部分由中国航空综合技术研究所归口。本部分起草单位:北京航空材料研究院和西北工业大学。本部分主要起草人:矫桂琼、于志成、潘文革、管国阳、尹凯、纪艳玲。1 范围碳纤维复合材料层合报湿热环境下层间断裂韧性试验方法第2部分:11型层间断裂韧性试验方法HB 7718.2-2002 本标准的本部分规定了
3、碳纤维复合材料层合板湿热环境下E型层间断裂韧性试验的试样、试验条件、试验步骤、试验结果和试验报告。本标准的本部分适用于测定碳纤维复合材料层合板湿热环境下E型层间断裂韧性。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注目朔的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版本均不适用于本部分。然而，鼓励根据本部分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部分。GB/T 1446 纤维增强塑料性能试验方法总则GB/T 3365 碳纤维增强塑料孔隙含量检验方法(显微镜法)HB 7401 树脂基复合材料层合板湿
4、热环境吸湿试验方法3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准的本部分。3.1 碳纤维复合材料层含板湿热环境下E型层间断裂韧性mode 1I interlaminar fraclnre to咱messof carbon fiber comp四itelaminat四inhot-wet environmen臼G OC 在湿热环境下用碳纤维复合材料。单向板测得的滑移型层间裂纹沿纤维方向起始扩展的临界能量释放率。4试验设备4.1 试验机试验机应符合GI到T1446的规定。4.2 位移计位移计的测量精度相对误差应不大于1%。4、3烘箱烘箱的温度控制精度为:t3t: ，温度场不均匀度为:t3t:o4.4 湿热
5、环境箱混热环境箱的温度控制精度为土3t:，温度场不均匀度为土3C。相对湿度控制精度为士5%，相对湿度不均匀度为:tS%。4.5 分析天平分析天平的精度应不低于0.5吨。HB 7718.2-2002 5试样5.1 试样的形状与尺寸试样的形状与尺寸见图1，铺层为Wl24。0纤维直向140 图1试样的形状与尺寸5.2 试样人工裂纹的制备的问二斗铺设预浸带时，在试样一端的第12层和第13层之间全宽度铺入聚四氟乙烯塑料薄膜或与之等效的薄膜，薄膜必须平整，厚度不得大于0.05mm，热压后得到人工裂纹，裂纹长约40mm，5.3 试样制备试样制备按GB/T1446进行，并按GE到T3365或其他相应标准的规定
6、测量试样的孔隙率。5.4 试样数量每组有效试样不得少于5个。6 试样状态调节和试验环境条件6.1 试样吸湿状态调节试样吸湿状态是试样浸泡在70C蒸馆水中达到平衡吸湿量时的状态c对于使用温度高于120C的材料，水温可提高到自OC。采用跟随件测定试样吸湿量，以跟随件的平均平衡吸湿量作为试样的平衡吸湿量。跟随件的材料、铺层和几何尺寸与试样相同，但不含人工裂纹。跟随件数量一般不少于3个。6.2 试验环境条件温度为70C，相对湿度为(85土5)%，或按技术要求。7 试验步骤7.1 按GB/T1446的规定检查试样的外观并测量试样的宽度和厚度。7.2 使用试验机三点弯曲夹具，调整支座跨距2L为70mm，使
7、试验机加载头位于支座中间并与支座平行。按图2装夹试样，试样的长度方向与支座和加载头垂直，裂纹长度a大于或等于25mm，用位移控制方式施加载荷，加载速率为1mm/min2mm/min。当裂纹扩展5mm左右时，卸载，取下试样。7.3 按田7401的规定，对试样和跟随件进行工程干态处理。7.4 按田7401的吸湿程序和本部分6.1的要求对试样和跟随件进行水浸泡吸湿处理。7.5 在显微镜下确定裂纹尖端位置。7.6 将试验机三点弯曲夹具置入湿热环境箱内，调整支座跨距2L为100mm。7.7 将湿热环境箱调节到试验环境条件，保持30min。然后按裂纹长度为25rm装夹试样，保证试样的长度方向与支座和加载头
8、垂直(见图2)。7.8 当湿热环境箱恢复到试验环境条件并保持lOmin后，按lrm叫min 2mm/min的加载速率施加载荷，记录试样的载荷一加载点挠度曲线(图3)。当载荷下降时，停止试验。HB 7718.2-2002 L L a R h口载生r 直座注.加载头和支座与试样接触表面应为圆柱面，加载头半径R= (5.0 :t O.l)mm.支座半径r= (5.0 :t 0.1) mmo 图2试验装置示意图P 8 图3载荷-加载点挠度曲线8 试验结果8.1 湿热环境下H型层间断裂韧性cfi;按式(1)计算:GR=-uff户2mz、X103. (1) 式中:cfi; -湿热环境下H型层间断裂韧性，1
9、1m;P一一层间裂纹起始扩展的临界载荷，N;占一一对应于P的试样加载点挠度，mm 裂纹长度，mmjW一一试样宽度，mrnjL一一测定载荷一挠度曲线时的半跨距，mm。当载荷一挠度曲线无非线性段时，层阅裂纹起始扩展的临界载荷取最大载荷;当载荷一挠度曲线有非线性段时，层问裂纹起始扩展的临界载荷取直线段斜率下降5%时相对应的载荷。8.2 算术平均值主、标准差S和离散系数C，分别按式(2)、(3)、(4)计算:呵，&x nZM 1-n -X 3 HB 7718.2一2002x ROU叫一1-n一S一-xph5= 式中:X;一一单个试样的G眩，J/m; 一一栩同状态的试样，个数。9试验报告试验报告按GE到T1446的规定，并给出试样的孔隙率。4
