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：Ⅱ型层间断裂韧性试验方法.pdf

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1、中华人民共和国航空行业标准FL 0183HB 7718.2一2002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:n型层间断裂韧性试验方法Test method of interlaminar fracture toughness of carbon fiber compositelaminates in hot-wet environmentsPart 2:Test method of mode II interlaminar fracture toughness2002一11一20发布2003一02一01实施国防科学技术工业委员会发布HB 7718.2一2002前言航空行业标

2、准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:第1部分:工型层间断裂韧性试验方法;第2部分:n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。HB 7718. 2一2002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:n型层间断裂韧性试验方法1范围本标准的本部分规定了碳纤维复合材料层合板湿热环境下

3、n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II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。凡是注日期的引用文件，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热环境吸湿试验方法3术语和定义下列术

4、语和定义适用于本标准的本部分。3.1碳纤维复合材料层合板湿热环境下II型层间断裂韧性mode II interlaminar fracture toughness ofcarbon fiber composite laminates in hot-wet environmentsG ro cG o在湿热环境下用碳纤维复合材料00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GB/T 1446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士3r, ,温度场不均匀度为士31r a4.4湿热环境箱湿热环境箱的

5、温度控制精度为士3C，温度场不均匀度为士3C。相对湿度控制精度为士5 96，相对湿度不均匀度为土59604.5分析天平分析天平的精度应不低于0. 5mga1HB 7718.2一20025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【0z,.。纤维方向图1试样的形状与尺寸5.2试样人工裂纹的制备铺设预浸带时，在试样一端的第12层和第13层之间全宽度铺人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40mmo5.3试样制备试样制备按:B/T 1446进行，并按GB/T 3365或其他相应标准的规定测量试样的孔隙率。5.4试样数

6、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,蒸馏水中达到平衡吸湿量时的状态。对于使用温度高于120的材料，水温可提高到801; o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70V，相对湿度为(8515)%，或按技术要求。7试验步骤7.1按GB/T 1446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，使试验机加载头位于支座中间并与支座平行。

7、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25 mm，用位移控制方式施加载荷，加载速率为lmm/min-2mm/min。当裂纹扩展5mm左右时，卸载，取下试样。7.3按HB 7401的规定，对试样和跟随件进行工程千态处理。7.4按HB 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人湿热环境箱内，调整支座跨距2L为l00mmo7.7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a为25mm装夹试样，保证试样的长度方向与支座和加载头垂直(见图2)07.8当湿热环境箱

8、恢复到试验环境条件并保持10min后，按1 mm/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)0当载荷F降时，停止试验。HB 7718.2一2002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土0.1)mm，支座半径r=(5.0士。1) mm.图2试验装置示意图图3载荷一加载点挠度曲线日试验结果8.1湿热环境下II型层间断裂韧性G畏按式(1)计算:G;mGuc9P8a2W(2L+3a)x 10(1)式中:G畏湿热环境下II型层间断裂韧性，J/m2;尸层间裂纹起始扩展的临界载荷，N;S对应于P的试样加载点挠度，mm;a裂纹长度，mm;W试样宽度，mm;L测定载荷一挠度曲线时的半跨距，二。当载荷一挠度曲线无非线性段时，层间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，层间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X、标准差S和离散系数G、分别按式(2),(3),(4)计算:n-X(2)HB 7718.2一2002, X1 - _1( , x, )zn r=in - 1，.(3)C、二SX，()式中:X单个试样的G盟，VrT ;n相同状态的试样个数。9试验报告试验报告按GB/T 1446的规定，并给出试样的孔隙率。