GB T 1040.5-2008 塑料.拉伸性能的测定.第5部分 单向纤维增强复合材料的试验条件.pdf

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1、ICS 8308001G 32 a目中华人民共和国国家标准GBT 1 0405-2008IS0 527-5：1 997塑料 拉伸性能的测定 第5部分：单向纤维增强复合材料的试验条件Plastics-Determination of tensile properties-Part 5：Test conditions forunidirectional fibre-reinforced plastic composites20080804发布(ISO 5275：1997，IDT)2009-0401实施丰瞀髁鬻瓣訾麟瞥星发布中国国家标准化管理委员会仪1”刖 置GBT 10405-20081S0 52

2、7-5：1997GBT 1040塑料拉伸性能的测定分为五个部分：第1部分：总则；第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件；第3部分：薄膜和薄片的试验条件；第4部分：各向同性和正交各向异性纤维增强复合材料的试验条件；第5部分：单向纤维增强复合材料的试验条件。本部分为GBT 1040的第5部分，等同采用ISO 5275：1997塑料拉伸性能的测定第5部分：单向纤维增强复合材料的试验条件。为了便于使用，本部分做了下列编辑性修改：把“本国际标准”一词改为“本标准”或“GBT 1040”，把“ISO 527的本部分”改成“GBT 1040的本部分”或“本部分”；增加了国家标准本部分的前言；把“规范性引用文件”

3、一章所列的其中两个国际标准用对应的等同采用该文件的我国国家标准代替；用我国的小数点“”代替国际标准中的小数点“，”。本部分的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。本部分由中国石油和化学工业协会提出。本部分由全国塑料标准化技术委员会塑料树脂通用方法和产品分会(SACTC 15SC 4)归口。本部分负责起草单位：国家合成树脂质量监督检验中心。本部分参加起草单位：北京燕化石油化工股份有限公司树脂应用研究所、国家石化有机原料合成树脂质量监督检验中心、国家化学建筑材料测试中心、中昊晨光化工研究院、国家塑料制品质量监督检验中心(福州)、国家塑料制品质量监督检验中心(北京)、中国兵器工业集团第五三研究所、

4、广州金发科技股份有限公司和深圳新三思材料检测有限公司。本部分主要起草人：周为民、王永明。本部分为首次发布。GBT 10405-2008ISO 527-5：1997塑料拉伸性能的测定第5部分：单向纤维增强复合材料的试验条件1范围11 GBT 1040的本部分在第1部分基础上规定了单向纤维增强复合材料拉伸性能的试验条件。12见GBT 104012006中的12。13本部分适用于用单向纤维增强的，并满足GBT 1040本部分测试要求(包括破坏模式)的所有聚合物复合材料。本部分适用于用热塑性材料或热固性材料制成的复合材料，包括预浸渍材料(预浸料)。涉及到的增强材料包括碳纤维、玻璃纤维、聚芳酰胺纤维或其

5、他类似纤维。涉及到的增强材料几何形状，包括单向(即完全成一条直线的)纤维、无捻粗纱以及单向织物和窄带织物等。本部分不适用于由几种单向层压板在不同角度下复合成的多向复合材料(见GBT 10404-2006)。14本部分应使用两种不同类型试样中的一种，试样类型取决于与纤维方向有关的施加应力的方向(见第6章)。15觅Ggr 10401 z006中的15。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GBT 1040的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注目期的引用文件，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

6、期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GBT 104012006塑料拉伸性能的测定第1部分：总则(IsO 5271：1993，IDT)GBT 104042006塑料拉伸性能的测定第4部分：各向同性和正交各向异性纤维增强复合材料的试验条件(ISO 5274：1997，IDT)ISO 1268：1974塑料试验用的玻纤增强树脂胶粘低压层压板的制备ISO 2818：1994塑料用机械加工方法制备试样ISO 35341：1993统计学词汇和符号第1部分：概率和一般统计学术语ISO 9291：1996纺织玻纤增强塑料无捻粗纱缠绕法制备单向板材3原理见GBT104012006中第3章。4术语和定义下列术语

7、和定义适用于GBT 1040的本部分。41标矩gauge length见GBT 104012006中的41。】GBT 10405-2008IS0 5275：199742试验速度speed of testing见GBT104012006中的42。43拉伸应力tensile stress盯除了把相对于A型试样的口定义为a，；把相对于B型试样的d定义为口：以外，其余见GBT104012006中的43(A型和B型试样的详述见第6章)。431拉伸强度tensile strength除了把相对于A型试样的aM定义为，；把相对于B型试样的OM定义为aM2以外，其余见GBT 104012006中的433。44

8、拉伸应变tensile strain原始标距单位长度在长度方向上的增加量。对于A型试样，e被定义为e。；B型试样，e被定义为e。，用一个无量纲的比值或百分数来表示。45拉伸强度拉伸应变、断裂拉伸应变tensile strain at tensile strength；tensile failure strain对应于试样拉伸强度点处的拉伸应变。对于A型试样，eM被定义为ew，；对B型试样，被定义为e“。，用一个无量纲的比值或百分数来表示。46拉伸弹性模量modulus of elasticity in tensionE除了把相对于A型试样的E定义为E。；把相对于B型试样的E定义为E。以外，其余

9、见GBT 104012006中的46。所用的应变值如GBT 104012006中的46所给出的，即一o000 5，E”一0002 5(见图1)，除非在材料或技术规范中已经给出了可选择的值。47泊松比PoissonS ratiop除按照图2所给出的坐标，把相对于A型试样的P。定义为P，。，胁定义为舶。；把相对于B型试样的脚定义为产z，zh定义为产z。以外，其余见GBT10401 2006中的47。48试样坐标轴specimen coordinate axes在试验条件下的材料坐标轴规定如图2所示，把平行于纤维的方向规定为方向“1”，把垂直于纤维的方向(在纤维所在的平面内)规定为方向“2”。注：方

10、向“1”也称作0。方向或纵方向方向2也称作90。方向或横方向。bR强GBT 10405-2008ISO 527-5：1997(-o 000 5)(=O002 5)图1应力一应变曲线图2单向增强复合材料的对称轴5设备除以下规定外，其余见GBT 104012006中的第5章。测微计或等效的仪器(见GBT 104012006中521)，其读数精度应为001 miD或更优。如在凹凸不平的表面上使用时，应带有一个尺寸适宜、端部为球形的测量头；如果是在平整光滑的表面(比如是经过机械加工过的)上使用，则应带有一个平面测量头。GBT 10401 2006中的522不适用于本部分。应注意确保由夹具(见GBT 1

11、04012006中513)施加的压力能刚好保证试样从加荷至破坏时在夹具中不打滑。夹具压力过大可引起试样破裂，这是由于材料的横向强度较低的缘故。建议使用能保证夹具压力恒定的液压夹具。如果把应变规粘结到试样上，这种横向应变规的横向效应对各向异性复合材料所引起的误差通常3GBT 10405-20081SO 527-5：1997比各向同性的金属材料大得多。应对这种效应进行校正，才能保证泊松比测量的准确性。注：推荐按照附录B所述对试样和载荷系统的对中进行校准。6试样61形状和尺寸本部分规定了两种试样类型，取决于与纤维方向相关的试验取向，如图3中的图示和说明。611 A型试样(纵向)A型试样的宽度应为15

12、 mm土05 mm，总长度为250 mm，厚度为1 mm土02 mm，单个试样的相对边应互相平行至02 mm以内。612 B型试样(横向)B型试样的宽度应为25 mm土05 mm，总长度为250 mm，厚度为2 mm土02 mm，单个试样的相对边应互相平行至02 mm以内。对于按照ISO 9291纤维缠绕法板材制备的B型试样，可允许其长度缩短至200 mm。A型L3 总长度 250Lz 两端柄间的距离 150士1b。 宽度 1505h 厚度 1土02L0 标距(为使用引伸计所推荐的) 50J=1L 夹具问的初始距离(标称) 136Lt 端柄长度 50ht 端柄厚度052注：第6章中已给出关于试

13、样的质量和平行度的要求。505052尺寸单位：mm钳口8对于按ISO 9291纤维缠绕板所制得的试样，容许试样总长度为200 mm，端柄长度为25 mm。图3 A型和B型试样62试样的制备621概述对于模塑和层压材料，应按照ISO 1268或其他规定商定的方法制备一块试板，从该试板上切取单个或成组试样(见附录A)。41巧2=O1理时刚吐蜘吐拍GBT 1 0405-2008ISO 5275：1997当需要从成品取样测试时(例如，为了在生产过程中或销售时进行质量控制)，则应从其平整区域切取试样。对于所制取的每个试样，其轴线偏离平均纤维轴线的误差应在05。以内。在ISO 2818中规定了机械加工制备

14、试样的各种参数，附录A中给出了关于切削试样的其他要求。622端柄试样的两端应当用端柄增强，最好用交叉层压或纤维取向与试样轴线方向成45。的玻璃纤维树脂层压板制成端柄。端柄的厚度应为05 mm2 mm，端柄角应为90。(即不是渐缩的)。允许使用其他端柄结构，但在使用前必须验证其强度至少能与推荐的端柄相等，而其变异系数(见GBT 104012006的105及ISO 35341)贝Jl不大于所推荐的端柄。可供选择的端柄包括，由受试材料制成的端柄、机械紧固端柄、由粗糙材料制造的非粘结端柄(例如金刚砂纸、普通砂纸以及使用变粗糙的夹具表面等)。如果在未使用端柄的试样上进行测试，夹具之间的距离应当与使用粗糙

15、端柄试样端柄之间的距离相同。623端柄的粘合用高韧性的粘结剂把端柄和试样粘结起来，方法如附录A所述。注：对于单个试样或成组试样都可以使用这种方法。63标线见GBT10401 2006中的63。64试样的检查见GBT 104012006中的64。7试样的数量见GBT10401 2006中的71和73(72不适用)。8状态调节见GBT104012006中的第8章。9试验步骤91试验环境见GBT 104012006中的91。92试样尺寸的测量除了厚度测量应精确至001 mm及注3、注4不适用以外，其余见GBT 104012006中的92。93夹持见GBT104012006中的93，插入端柄时至少要使

16、钳口覆盖余量大于或等于7 mm，如图3所示。94预应力见GBT10401 2006中的94。95引伸计和应变仪的安装及标线的定位见GBT 104012006中的95，测量标距应精确至1或更优。96试验速度对于A型试样，试验速度应为2 mmmin；5GBT 10405-2008IS0 527-5：1997对于B型试样，试验速度应为1 mmmin。97数据的记录见GBT104012006中的97。10结果计算和表示除了采用本部分第4章中所给出的定义并对应变值报告到三位有效数字以外，其余见GBT 104012006中的第10章。11精密度由于尚未得到实验室问试验数据，所以还不知道本试验方法的精密度，

17、在获得实验室间试验数据后，下次修订时，将补充关于精密度的规定。12试验报告试验报告应包括以下内容：a)注明引用GBT 1040的本部分，包括试样的类型和试验速度，并按以下格式记录拉伸试验 GBT 10405A2试样类型二厂T试验速度(mmmin)Jb)q)项见GBT 104012006中第12章的b)q)项。在b)项中应包括纤维类型、纤维含量和纤维的几何形状(例如单向的窄带织物)。附录A(规范性附录)试样的制备GBT 10405-2008IS0 527-5：1997A1机械加工制备试样在任何情况下都要采取以下预防措施：避免造成试样中热量大量累积(推荐使用冷却剂)。如果使用了液体冷却剂，在加工后

18、应当立即擦干试样；检查试样所有的切削表面，应无机械加工造成的缺陷。A2带有粘结端柄试样的制备推荐使用下述方法：从受试材料上切取一块片材，该片材具有指定试样的长度，而其宽度应与切取所需的试样数目相适应。采用劈开试板边缘检查纤维的方法测定纤维的平均轴线取向，抽取几个试样进行以上操作以确保所测定的纤维取向的准确性。如果由于片与片或层与层之间未对准，劈开后不能找到一个清晰的边缘，则不应使用该试板，除非上述情况代表了某种特殊产品，或是代表某种特殊加工的结果。切取具有制作端柄用的所需长度和宽度的矩形条，并按照下述步骤把该矩形条粘贴到上述片材上：a)如果需要，对即将进行粘贴的所有表面都用细砂纸打磨处理，或用

19、合适的砂子喷砂处理；b) 除去上述表面灰尘，并用合适溶剂清洁表面；c)严格按照所用粘结剂的产品说明进行操作，用一种高韧性的粘结剂把矩形条沿着片材的两端粘贴到片材上，矩形条间应相互平行，并垂直于试样的长度方向，如图A1所示；注：推荐使用带有薄型载体的薄膜粘结剂，该粘结剂的剪切强度最好应大于30 MPa，并希望所用的粘结剂应柔韧，其断裂应变应大于受试材料。d)按照粘结剂产品使用说明推荐的温度、压力和保持时间进行粘结；e)把上述片材切割成试样，切割时应把构成端柄的矩形条与片材结合在一起，作为一个整体切割(见图A1)。图A1制备试样用的带柄板7GBT 10405-2008IS0 5275：1997附录

20、B(资料性附录)试样的对中推荐使用带有应变片的试样在标距中心位置校核拉力试验机和试样的对中状况，制作该试样的材料与被测试材料相同。使用某种装置或方法以保证该试样用可重复的方式定位在夹具中。带有应变片的试样如图B1所示。把两个应变片(SGI、SG2)粘贴到试样的同一个面上，距试样边缘距离大约为试样宽度的八分之一。把第三个应变片(SG3)粘贴到试样背面中线与前面两个应变片中点连线的交点位置上。a)正视图 b)侧视图图B1用于对中校核系统应变片(SGI、SG2和SG3)的位置把各应变片的输出值与在46中给出的测量拉伸模量应变范围中点值，即0001 5，进行比较。用式(B1)和(B2)分别计算在宽度方向上的弯曲应变(Bs)和在厚度方向上的弯曲应变(Bh)，用百分数来表示。B。一U冬二址100oe-Bh一也刊100En式中：e。、e：和e。分别为应变片SGl、SG2和SG3所记录的应变值按右式计算： e。一-iet 1-iez-Tie3)最后，确保弯曲应变满足不等式(B3)给出的条件：RBb+Bh3oGBT 10405-2008ISO 5275：1997注l：为全面检查出不对中的所有可能来源，必须在靠近夹具处使用更多的应变片。注2：在试样的每个侧面夹上一个带有纵向应变输出的引伸计，能检查单独试样在宽度方向上的对中情况。9