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如何应用电子万能试验机和定制夹具进行复合材料剪切试验?步骤详解

 更新时间:2023-07-25 点击量:570

复合材料在近年来成为工业产品中备受关注的材料之一。特别是碳纤维强化塑料(CFRP),由于其高强度、高刚性以及抗氧化和不易生锈等特点,成为许多对强度和耐久性要求较高的领域的首要选择材料。然而,与传统的均质材料相比,CFRP 复合材料具有各向异性,面对复杂的断裂现象,例如拉伸、压缩、弯曲、面内剪切、面外剪切等载荷应力主轴方向的变化。

本文科准测控小编将介绍复合材料剪切试验,特别是面内剪切试验方法。面内剪切试验方法适用于纤维强化复合材料的纤维方向或织物层压材料,在样片上设有缺口,并通过非对称的4个点加载弯曲负荷的losipescu法(ASTM D5379),或在士45的层压材料上加载拉伸负荷的方法(SO 14129)来进行评估。另外,我们还将介绍V-Notched Rail Shear法(ASTM D7078),这是一种稳定进行面内剪切试验的方法,适用于样片测量部位较大的情况,同时适用于无孔样片及短纤维系列CFRP层压材料的测量。

 

一、测试相关标准

根据ASTM D5379 ISO14129 和ASTM D7078三种测试标准要求

二、测试仪器

1、电子万能试验机

image.png 

(示意图,万能试验机搭配不同夹具做不同力学试验)

2、复合材料剪切夹具

image.png 

3、视频引伸计

image.png 

4、应变仪

5、试验条件

速度控制方式:位移速度控制

试验温度:室温

加载试验速率: 2mm/min

传感器容量: 50KN

试验夹具:复合材料剪切夹具

三、测试流程

准备工作:

a. 确保电子万能试验机及复合材料剪切夹具正常工作,传感器容量设置为50KN,并连接好应变仪。

b. 设置试验条件,包括位移速度控制方式为2mm/min,试验温度为室温。

C.在试验前,为进行DIC分析,需在样片表面喷涂不规则图案的喷涂式涂料。

样片准备:

a. 从复合材料中切割得到试验样片,样片上31mm为测量部分。

b. 在样片的中央部位(标定部位中央)加工上下V型缺口。

c. 将两个2轴式应变仪粘贴在样片中央部位的缺口上,以测量-45°和45°方向的变形。

应变测量:

a. 在样片正面和背面分别设置应变仪,确保对称加载时的剪切应变信息能够准确测量。

b. 启动试验机位移速度控制,以2mm/min的速率加载样片。

数据记录与分析:

a. 通过读取应变仪的输出数值,并计算正面与背面应变仪输出的平均值,得到样片上的剪切应变信息。

b. 利用公式将测得的应变值转化为剪切应变值,这是评价剪切弹性模量所必要的特性数据。

c. 同时,利用非接触式引伸计(DIC)分析观察样片的变形分布。

结果评价:

a. 对试验中获得的各种数据进行比较和分析,包括剪切应变值、剪切弹性模量和样片的变形分布。

b. 通过对试验机得到的样片应力及应变仪的输出值与非接触式引伸计观察图像的对比,对CFRP断裂过程进行评价。

c. 根据评估结果,可以对复合材料的剪切性能和断裂行为进行全面了解,为工程设计和产品开发提供重要的参考依据。

 

 

以上就是小编介绍的复合材料剪切试验的内容了,希望可以给大家带来帮助!如果您还想了解更多关于复合材料剪切试验标准、方法和规范,复合材料面内剪切测试方法和剪切模量,复合材料剪切刚度和电子万能试验机操作规程等问题,欢迎您关注我们,也可以给我们私信和留言,科准测控技术团队为您免费解答!