DB44_T 1720-2015 碳纤维增强塑料拉伸性能试验方法.docx

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1、ICS83.120Q23备案号：51372-2016DB44广东省地方标准DB44/T17202015碳纤维增强塑料拉伸性能试验方法2015-12-16发布2016-04-16实施广东省质量技术监督局发布DB44/T17202015前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由广东省珠海市质量计量监督检测所提出。本标准由广东省船舶及海洋工程装备材料标准化技术委员会归口。本标准主要起草单位：广东省珠海市质量计量监督检测所。本标准参加起草单位：珠海太阳鸟游艇制造有限公司、江龙船艇科技股份有限公司、广东省珠海市质量技术监督标准与编码所。本标准主要起草人：李培芬、宾远红、童惠荣、乔宝良

2、、舒李华、柏志辉。本标准首次发布。DB44/T17202015碳纤维增强塑料拉伸性能试验方法1范围本标准规定了测定碳纤维增强塑料、碳纤维-玻璃纤维复合增强塑料拉伸性能的术语和定义、试验原理、试验设备、试样、试验条件、试验步骤、计算、试验结果、试验报告。本标准适用于测定碳纤维增强塑料、碳纤维-玻璃纤维复合增强塑料的拉伸强度、拉伸弹性模量、泊松比和绘制应力-应变曲线。本标准适用于定向增强、正交增强、各向同性增强等方式增强的碳纤维增强塑料、碳纤维-玻璃纤维复合增强塑料。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，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其

3、最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1446-2005纤维增强塑料性能试验方法总则3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1横梁位移速率cross-headseparationrate单位时间内，拉力试验机的横梁位移量。3.2应变速率strainrate测量拉伸应变时，单位时间内标距的应变增加值。3.3拉伸应力tensilestress在试样的标距范围内，拉伸载荷与试样初始横截面积之比。3.4拉伸应变tensilestrain在拉伸载荷的作用下，原始标距长度的增量与原始标距之比。3.5拉伸强度tensilestrength1DB44/T17202015在拉伸载荷的作用下，试样

4、所承受的最大拉伸应力。3.6拉伸弹性模量modulusofelasticityintension在弹性变形范围内，材料的拉伸应力与相应拉伸应变之比。3.7泊松比Poissonsratio在弹性变形范围内，宽度方向或厚度方向的拉伸应变与拉伸方向上的应变之比的负值。3.8应力-应变曲线stress-straindiagram由应力与应变的对应值绘制的关系图。4试验原理沿试样轴向匀速施加静态拉伸载荷，直到试样断裂，在整个过程中，测量施加在试样上的载荷和试样的伸长，以测定拉伸强度、拉伸弹性模量和绘制应力-应变曲线等。5试验设备5.1试验机应符合GB/T1446-2005中第5章的规定。5.2变形测量装

5、置纵向变形和横向变形的变形测量装置推荐采用引伸计，纵向引伸计标距为50mm和100mm，横向引伸计标距为25mm，准确度等级为0.5级，变形量为标距的10%，准确度等级为0.5级。或使用应变片、视频引伸计等其他变形测量装置。注：泊松比测试使用应变片，可得到更为准确的测试结果。6试样6.1试样型式和尺寸6.1.1测定拉伸强度、拉伸弹性模量、泊松比和绘制应力-应变曲线的试样尺寸见图1、图2和表1。图1型试样2符号名称型型L试样总长度180250L0标距500.51000.5L1平行段长度550.5L2两端加强片间距离1505L3夹具间距离11551705L4两端加强片长度50b中间平行段宽度12.

6、50.2250.5b1端头宽度250.5d试样厚度215215R过渡圆弧半径60DB44/T17202015图2型试样表1型试样和型试样尺寸（单位为毫米）6.1.2型试样适用于：a)正交增强、各向同性增强的纤维增强热塑性材料以及定向纤维增强的纵向试样；b)破坏发生在标距内的纤维增强热固性材料。注：型试样在夹具中打滑可选择适当延长试样总长度。6.1.3型试样适用于：a)定向纤维增强的横向试样；b)适用于正交增强、各向同性增强的纤维增强热塑性材料采用型试样在夹具中打滑、在夹具中破坏或在在标距外破坏的情况；c)测定泊松比。注：测量泊松比时，型试样可不粘接加强片。6.1.4试样厚度一般采用原始样品的厚

7、度。如因厚度关系，在不影响其拉伸性能的前提下，可单面减薄加工至可测厚度以内，并在试验报告中注明；如减薄加工影响其拉伸性能，单面减薄样品和原始厚度样品结果不可比较，需测试原始厚度试样。6.2试样制备6.2.1试样应从已充分固化的样品中制备。3测试值。应变速率推荐使用0.00007s。DB44/T172020156.2.2试样采取机械加工法制备，按照GB/T1446-2005中4.1.1的规定。试样加工方式推荐采用磨削方式，用水冷却，加工完成后应及时将试样擦干。当磨削方式不适用时，如粘刀，试样边缘有毛边、起皮等现象，可采用切削方式，但不能对试样造成明显机械损伤。6.2.3试样的取样方向应与原纤维方

8、向一致。如取样方向与原纤维方向目视有明显不一致时，试样应予作废。6.2.4增强方式为正交增强、各向同性增强时，可沿任意纤维方向切取试样；增强方式为定向增强时，应沿纵向和横向各切取一组试样。6.2.5型试样的加强片粘接工艺见附录A。6.3试样外观检查应符合GB/T1446-2005中4.2的规定。6.4试样数量应符合GB/T1446-2005中4.3的规定。6.5试样状态调节应符合GB/T1446-2005中4.4的规定。6.6试样测量精度应符合GB/T1446-2005中4.5的规定。7试验条件7.1试验环境条件应符合GB/T1446-2005中第3章的规定。7.2加载速度7.2.1横梁位移速

9、率控制7.2.1.1测定拉伸弹性模量、泊松比和绘制应力-应变曲线时，加载速度一般为1mm/min。7.2.1.2测定拉伸强度时：a)常规试验中，型试样的加载速度为5mm/min，型试样的加载速度为2mm/min；b)仲裁试验中，试样的加载速度为1mm/min。7.2.2应变速率控制测定拉伸弹性模量、泊松比和绘制应力-应变曲线时，还可选用应变速率控制，以获得更为准确的-18试验步骤8.1试样经外观检查、尺寸测量，将合格试样按6.5进行试样状态调节。8.2进行编号、划线和测量试样中间平行段的宽度和厚度。测量时，沿平行段一端约每隔10mm测试一个点，测量6次，取算术平均值。4力，初始应力值应小于51

10、0Et。DB44/T172020158.3安装夹持试样时，使试样的中心线与上、下夹具的对准中心线一致。8.4消除夹持导致的预应力，使试样处于不受力状态。8.5测量拉伸强度按7.2规定的加载速度连续加载直至试样破坏，记录试样的最大载荷。8.6测量拉伸弹性模量、泊松比时，安装变形测量装置，按7.2规定的加载速度先施加至应变为0.00250.003的初始载荷，然后卸载返回至试样处于不受力的状态，再重新加载。加载过程中，施加的应变值不宜超过0.003。一般应进行3次重复测量，取应力-应变曲线重合度最好的2条曲线中的任意1条作为测试结果。8.7如应力-应变曲线起始阶段为不规则的曲线或拉伸应变起始斜率为负

11、值时，可施加一定的初始应-48.8施加初始应力后应力-应变曲线不稳定或起始斜率仍为负值时，应舍弃试样。8.9做完拉伸弹性模量测试后的试样，可卸载返回至不受力状态，测试其强度性能。9计算9.1拉伸强度按式（1）计算：=Fbd.(1)式中：M拉伸强度，单位为兆帕（MPa）；F最大载荷，单位为牛顿（N）；b试样宽度，单位为毫米（mm）；d试样厚度，单位为毫米（mm）。9.2拉伸弹性模量拉伸弹性模量取应变值为1=0.0005和2=0.0025时的应力，按式（2）计算：Et=1212.(2)式中：Et拉伸弹性模量，单位为兆帕（MPa）；1应变值为1=0.0005时的拉伸应力值，单位为兆帕（MPa）；2应

12、变值为2=0.0025时的拉伸应力值，单位为兆帕（MPa）。注：如待测材料相应技术说明中另有规定，1和2可取其他值。9.3泊松比泊松比按式（3）计算：n=n.(3)式中：n泊松比，以法向n=b（宽度）或d（厚度）上的无量纲比值表示；5DB44/T17202015纵向应变；nn=b（宽度）或d（厚度）的应变值。10试验结果拉伸强度和拉伸弹性模量保留三位有效数字，泊松比保留两位有效数字。11试验报告11.1按GB/T1446-2005中第7章的规定；11.2当增强方式为定向增强时，应在报告中说明取样方向和每个取样方向上的测试结果。6DB44/T17202015附录A（规范性附录）型试样加强片的制备

13、与粘接A.1加强片材料加强片所用材料应从待测材料上切取，应保证切取的加强片的纤维方向与待粘接试样的纤维方向一致。A.2加强片粘贴方式与尺寸加强片可在待检材料上整体粘接，也可在制备好的试样上粘接，加强片的厚度应在1mm3mm之间，如在试样上粘接，长度和宽度应适当增大，粘接好后可进行适当加工修整，使其满足测试要求。A.3加强片的粘接步骤A.3.1用6001200号砂纸打磨粘接面，使其具有一定的粗糙度；A.3.2用酒精、丙酮等合适的溶剂清洗粘接面的灰尘等脏污；A.3.3选用剪切强度高、韧性好、可室温固化的粘接剂对加强片进行粘接；A.3.4在推荐的固化温度下，使用合适的固定装置，使加强片的短边与试样垂直，如在待测材料上整体粘接，参照纤维方向。然后施加一定的压力，使其充分固化粘合；A.3.5整个粘接过程要注意不能损伤材料工作段造成强度的明显下降。7DB44/T17202015DB44/T17202015