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如何應(yīng)用電子萬能試驗(yàn)機(jī)和定制夾具進(jìn)行復(fù)合材料剪切試驗(yàn)?步驟詳解

 更新時間:2023-07-25 點(diǎn)擊量:993

復(fù)合材料在近年來成為工業(yè)產(chǎn)品中備受關(guān)注的材料之一。特別是碳纖維強(qiáng)化塑料(CFRP),由于其高強(qiáng)度、高剛性以及抗氧化和不易生銹等特點(diǎn),成為許多對強(qiáng)度和耐久性要求較高的領(lǐng)域的首要選擇材料。然而,與傳統(tǒng)的均質(zhì)材料相比,CFRP 復(fù)合材料具有各向異性,面對復(fù)雜的斷裂現(xiàn)象,例如拉伸、壓縮、彎曲、面內(nèi)剪切、面外剪切等載荷應(yīng)力主軸方向的變化。

本文科準(zhǔn)測控小編將介紹復(fù)合材料剪切試驗(yàn),特別是面內(nèi)剪切試驗(yàn)方法。面內(nèi)剪切試驗(yàn)方法適用于纖維強(qiáng)化復(fù)合材料的纖維方向或織物層壓材料,在樣片上設(shè)有缺口,并通過非對稱的4個點(diǎn)加載彎曲負(fù)荷的losipescu法(ASTM D5379),或在士45的層壓材料上加載拉伸負(fù)荷的方法(SO 14129)來進(jìn)行評估。另外,我們還將介紹V-Notched Rail Shear法(ASTM D7078),這是一種穩(wěn)定進(jìn)行面內(nèi)剪切試驗(yàn)的方法,適用于樣片測量部位較大的情況,同時適用于無孔樣片及短纖維系列CFRP層壓材料的測量。

 

一、測試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)ASTM D5379 ISO14129 和ASTM D7078三種測試標(biāo)準(zhǔn)要求

二、測試儀器

1、電子萬能試驗(yàn)機(jī)

image.png 

(示意圖,萬能試驗(yàn)機(jī)搭配不同夾具做不同力學(xué)試驗(yàn))

2、復(fù)合材料剪切夾具

image.png 

3、視頻引伸計(jì)

image.png 

4、應(yīng)變儀

5、試驗(yàn)條件

速度控制方式:位移速度控制

試驗(yàn)溫度:室溫

加載試驗(yàn)速率: 2mm/min

傳感器容量: 50KN

試驗(yàn)夾具:復(fù)合材料剪切夾具

三、測試流程

準(zhǔn)備工作:

a. 確保電子萬能試驗(yàn)機(jī)及復(fù)合材料剪切夾具正常工作,傳感器容量設(shè)置為50KN,并連接好應(yīng)變儀。

b. 設(shè)置試驗(yàn)條件,包括位移速度控制方式為2mm/min,試驗(yàn)溫度為室溫。

C.在試驗(yàn)前,為進(jìn)行DIC分析,需在樣片表面噴涂不規(guī)則圖案的噴涂式涂料。

樣片準(zhǔn)備:

a. 從復(fù)合材料中切割得到試驗(yàn)樣片,樣片上31mm為測量部分。

b. 在樣片的中央部位(標(biāo)定部位中央)加工上下V型缺口。

c. 將兩個2軸式應(yīng)變儀粘貼在樣片中央部位的缺口上,以測量-45°和45°方向的變形。

應(yīng)變測量:

a. 在樣片正面和背面分別設(shè)置應(yīng)變儀,確保對稱加載時的剪切應(yīng)變信息能夠準(zhǔn)確測量。

b. 啟動試驗(yàn)機(jī)位移速度控制,以2mm/min的速率加載樣片。

數(shù)據(jù)記錄與分析:

a. 通過讀取應(yīng)變儀的輸出數(shù)值,并計(jì)算正面與背面應(yīng)變儀輸出的平均值,得到樣片上的剪切應(yīng)變信息。

b. 利用公式將測得的應(yīng)變值轉(zhuǎn)化為剪切應(yīng)變值,這是評價剪切彈性模量所必要的特性數(shù)據(jù)。

c. 同時,利用非接觸式引伸計(jì)(DIC)分析觀察樣片的變形分布。

結(jié)果評價:

a. 對試驗(yàn)中獲得的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析,包括剪切應(yīng)變值、剪切彈性模量和樣片的變形分布。

b. 通過對試驗(yàn)機(jī)得到的樣片應(yīng)力及應(yīng)變儀的輸出值與非接觸式引伸計(jì)觀察圖像的對比,對CFRP斷裂過程進(jìn)行評價。

c. 根據(jù)評估結(jié)果,可以對復(fù)合材料的剪切性能和斷裂行為進(jìn)行全面了解,為工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)提供重要的參考依據(jù)。

 

 

以上就是小編介紹的復(fù)合材料剪切試驗(yàn)的內(nèi)容了,希望可以給大家?guī)韼椭∪绻€想了解更多關(guān)于復(fù)合材料剪切試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、方法和規(guī)范,復(fù)合材料面內(nèi)剪切測試方法和剪切模量,復(fù)合材料剪切剛度和電子萬能試驗(yàn)機(jī)操作規(guī)程等問題,歡迎您關(guān)注我們,也可以給我們私信和留言,科準(zhǔn)測控技術(shù)團(tuán)隊(duì)為您免費(fèi)解答!

 


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