复合材料性能试验方法选择和结果评价 张汝光 (上海玻璃钢研究院 200126) 摘要：由于复合材料性能的多样性和性能机理的复杂性，其试验方法也同样多样、复杂。应该根据试验目的和考虑材料的性能机理，正确选择试验方法或制订试验方案，以确保试验结果的可靠性。对试验方法和试验结果都要作科学的评价。 关键词：复合材料性能试验 多样性 复杂性 可靠性 1 概 述 要用好材料，首先就要认识材料。认识材料的最重要途径就是通过材料的性能试验。由于复合材料本身就是个结构，在进行复合材料产品设计时，不能简单地选择材料，而是要同时设计复合材料。因此认识材料就不单单是了解材料的性能数值范围，而还要了解复合材料的性能机理。复合材料性能试验变得更加重要。 复合材料的性能试验一般有三种不同的目的。一是揭示复合材料的材料性能机理；二是取得用于产品设计的材料性能参数；三是取得供材料质量评定用的材料性能参数。试验目的的不同，对试验方法的要求，就有各自不同的侧重点，自然就会有不同的试验方法或方案。 复合材料细观不均匀结构的本质，使其性能不但具有各向异性的特点，在许多情况下，还具有各种耦合效应。这就使得复合材料的性能试验相对于常规材料，要多样、复杂，同时也具有更多的影响材料性能的因素。在制订试验方案或选择试验方法时，这些方面都应该加以考虑，做认真、细致的分析。对试验方法和试验结果都要作科学的评价。 2复合材料性能试验的目的 制订试验方案或选择试验方法，首先要根据自己的试验目的。即使是对同一个性能，目的不同，对试验方案或方法也会有不同的考虑和选择。 2.1为揭示材料性能机理的性能试验 揭示材料性能机理，就是揭示在一定条件下材料作出响应的全过程及其原因，揭示各种因素是如何影响这一过程。显然，以揭示材料性能机理为目的的材料性能试验，要强调的是试验所得到的性能规律首先必须是定性上准确。因此，在考虑试验方法 时，首先要确保这一点。例如，当我们要揭示某一因素对某一性能的影响规律时，在试验条件中要特别注意严格排除其他影响因素同时发生变化，否则试验结果就无法说明是哪一因素的影响规律，测试数据再准确也毫无用处。 2.2 为取得用于产品设计性能参数的性能试验 要取得用于产品设计性能参数，对其性能试验要求，自然是试验结果的可靠性。例如，试样工作区内要确保材料是处在试验所要求的条件状态下，试验中所测数据，必须取自试样工作区或是与工作区内数值相同。除此之外，可靠性还要求试验要有一定的试样个数，对试验结果除要计算平均值外，还需要计算离散系数。在产品设计中，仅有性能参数的平均值而没有离散系数，就无法确定该性能的离散程度，就将无法确定在一定置信度要求下，如何使用这一平均值参数。 2.3为取得供质量评定性能参数的性能试验 质量评定，可以是在生产过程中的质量检验，也可以是对产品的质量检验。进行质量评定，往往都预先设定一个合格的材料性能标准，将试验结果与这一标准相比较，以评定其质量是否合格。这种其结果用于对比的材料性能试验，应该强调的是：试验必须严格按照同一标准试验方法进行。因为任何试验方法都只有具有相对的理想或合理性(第5节中进一步说明)，不同的试验方法往往会得出不同的结果，它们之间常常不具有可对比性，最具权威的试验方法自然是国家标准试验方法。作为产品性能指标的性能数据，必须按照国家标准试
实验1 环氧树脂的环氧值测定 一、实验目的 掌握分析环氧树脂环氧值的方法。 二、实验原理 环氧值E定义为100g环氧树脂中环氧基团物质的量（摩尔数）。 基于0.1mol高氯酸标准滴定液与溴化四乙铵作用所生成的初生态溴化氢同环氧基的反应。使用结晶紫作指示剂，或对于深色产物使用电位滴定法测定终点。其化学反应方程式为一旦高氯酸过量则HBr就过量。由空白实验与试样所耗高氯酸的差值计算样品的环氧值。该方法的缺点是不适用于含氮元素的环氧树脂。 三、实验仪器和设备 分析天平、滴定管等及必要的分析纯化学试剂。 四、实验步骤 1、取100ml冰乙酸与0.1g结晶紫溶解后作为滴定指示剂。 2、取8.5ml 70%高氯酸水溶液加入1000ml的容量瓶中，在加入 300ml冰乙酸，摇匀后再 加20ml乙酸酐，最后以冰乙酸冲稀到刻度。 3、标定高氯酸溶液。称m克邻苯二甲酸氢钾（分子质量204.22），用冰乙酸溶解，再用V 毫升高氯酸溶液滴定至显绿色终点，高氯酸浓度（单位：mol/L）为： 4、取100g溴化四乙铵溶于400ml冰乙酸中，加几滴结晶紫指示剂于其中。 5、称取环氧树脂0.5g左右（精确至0.2mg）放入烧瓶中，加入10ml三氯甲烷溶解，加入 20ml冰乙酸，再用移液管移10ml溴化四乙铵溶液，立即用已标定了的高氯酸溶液滴定，由紫色变为稳定绿色为滴定终点。记下所耗毫升数V 1 和温度t。 6、同时并行取10ml 三氯甲烷、20ml冰乙酸以及用移液管移10ml溴化四乙铵溶液放入烧 瓶中，立即用高氯酸滴定，同样由紫色变成稳定绿色为滴定终点。记录所耗毫升数V 0（空白实验）。 7、环氧值按下式计算： 式中：m——环氧树脂质量g; N ——高氯酸标准溶液浓度mol/L； V 1、V ——试样和空白试验所耗高氯酸体积ml； 8、注意所用环氧树脂应不含氮元素。
《汽车用聚合物基复合材料胶接性能评价规范复合材料/复合材料》编制说明 一、工作简况 1.1 任务来源 《聚合物基复合材料胶接性能评价规范复合材料/复合材料》团体标准是由中国汽车工程学会批准立项，任务号为2018-52。本标准由中国汽车轻量化技术创新战略联盟提出，由北京航空航天大学、国汽（北京）汽车轻量化技术研究院有限公司、湖北回天新材料股份有限公司、东风汽车公司技术中心、北京航数车辆数据研究所有限公司、上汽泛亚汽车技术中心有限公司、奇瑞汽车股份有限公司、北京汽车研究总院有限公司、重庆长安汽车股份有限公司、中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心、康得复合材料有限责任公司、江苏恒神股份有限公司、中国中车集团株洲时代新材料科技股份有限公司、汉腾汽车有限公司、北京中材汽车复合材料有限公司、中航复材（北京）科技有限公司共同起草。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔朧。 1.2编制背景与目标 随着汽车轻量化的发展，各种聚合物基复合材料在汽车中的应用越来越广泛，胶接是这类复合材料的主要连接方式之一，其复合材料与复合材料胶接接头的性能直接影响汽车的安全性和可靠性。但是，目前国内在车用聚合物基复合材料与复合材料胶接结构的性能试验评价方法和标准方面几乎空白。因此，需要制定一个适用于汽车行业的聚合物基复合材料与复合材料胶接结构性能综合评价的标准。聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測樅。 1.3主要工作过程 2018 年1月-5月，开展标准的国内外现状调研，收集相关数据； 2018 年5月-6月，标准研讨，完成标准立项； 2018 年6月-9月，开展标准的初稿撰写工作； 2019年9月-12月，进行标准的修改工作； 2018年12月12日，汇报了本标准的草稿内容，听取专家意见，根据专家意见进行修改；2019年1月10日，在汽车轻量化联盟单位内部，进行了标准的汇报和宣讲工作； 2019年1月-2月，开展标准的意见征询和试用工作。 二、标准编制原则和主要内容 本标准制定的复合材料胶接接头性能评价方法，充分调研和听取了国内多家整车企业、胶粘剂生产企业、胶接性能研究院所和高校的研究成果和意见，本着科学性、通用性、指导性的原则进行标准的编制。 科学性原则，以复合材料胶接试验数据和科学研究成果为基础，采用科学的试验原理，合理的评价手段，开展多组试验，对胶接接头的剪切强度、法向拉伸强度、开裂性能、弯曲性能等进行综合和系统的评价。 实用性原则，本标准的编制过程中充分借鉴了胶接应用的工程实践经验，而且编制成员中有多名来自于汽车整车企业和胶粘剂生产企业的一线工程师，充分考虑了标准的实用性原则。 指导性原则，本标准可以指导乘用车、商用车、特种车辆等所有汽车中聚合物基复合材料与聚合物基复合材料胶接接头的静态力学性能和耐久性性能的试验评价，同时也可以推广到整个工程领域中的复合材料之间胶接的性能评价。 本标准的主要内容由四个部分组成，分别为总则、试样、试验方法和耐久性试验，具体如下：第一部分：总则（范围、引用文件、术语、原理、试验设备、评价步骤等）； 第二部分：试样（范围、引用文件、试样制备、试样种类、试验报告等）； 第三部分：试验方法（范围、引用文件、试样条件、试验步骤、试验报告等）； 第四部分：耐久性试验（范围、引用文件、试样、试验步骤、试验报告等）。 本标准界定了18条术语，选用5种典型胶接接头试验，即拉伸剪切试验、十字拉伸试验、I 型开裂试验、II型开裂试验、弯曲试验、耐久性试验，分别阐述了试验原理、试验设备、试验步骤、试验数据处理等，编写了资料性附录，介绍了胶接仿真中常用的内聚力本构模型，编写
产品介绍： 馥勒复合材料拉伸试验机用于陶瓷基复合材料\CC复合材料\碳纤维\树脂等复合材料的拉伸力学性能测试。配置FL复合材料专用压缩夹具剪切夹具可以实现对复合材料进行平面压缩\平面剪切试验,搭配FULETEST专业测试软件,实现自动测出拉伸强度、延伸率、弹性模量、泊松比等试验参数，满足ASTM、ISO、DIN、FUL、JIS等国际疲劳测试标准。 产品详情： 复合材料拉伸试验机制造标准：Q/FPL6621-2016《拉伸试验机制造标准方法》； 拉伸试验方法；：GB/T、ASTM、ISO、DIN、FL、JIS、JJT等复合材料拉伸\压缩\剪切等试验标准 试验机主要规格参数：根据实际拉伸试验需求，选择相应的技术规格型号参数等； 规格型号：FL5000系列，FL7000系列； 额定试验力可选：0~300KN，0~50KN； 精准度等级：1级/0.5级； 力测量范围：0.2%-100%FS； 试验力示值相对误差：≦示值的±1%/示值的±0.5%； 采样频率范围：1-1000HZ可选； 上下夹头偏心率：≤10％8%； 试验速度可设定：0.001~600mm/min； 速度精度误差：≦示值的±1%/示值的±0.5%； 适用的测试材料：树脂拉伸测试，增强纤维拉伸测试、碳纤维拉伸测试、陶瓷基复合材料拉伸测试等； 测试试验夹具选择：拉伸试验夹具、压缩试验夹具、弯曲试验夹具、剪切试验夹具、断裂韧性试验夹具等可供客户选择； 高温、高低温试验部分：可选馥勒高低温环境试验箱装置、高温试验炉装置、快速加热试验装置、超高温试验炉、激光加热等试验装置，试验温度从-196度~高温1600度、2000℃等可根据实际测试要求进行选择； 测控软件：馥勒测控软件可以绘制多种试验曲线：采集载荷、变形、位移等，可选择变形—时间、应力—应变、负荷—变形、负荷—时间等多种曲线，实时显示其中一种或多种曲线，坐标轴自动切换，也可手动切换，显示曲线类型可以实时切换，FULETEST强大的曲线分析功能，试验过程中的应力、应变、位移曲线等可实时显示；同组试样的曲线可迭加对比，试验曲线上的任意段可进行局部放大分析并支持放大、打印，除放大、遍历外还可显示并修改特征点、重现试验过程，遍历速度可调。 重点提示：更多选型参考技术规格资料请咨询馥勒科技。 备注：馥勒FULETEST公司保留拉伸试验机软硬件升级的权利，更新后恕不另行通知，如有问题请在线咨询或致电详细情况。未经授权，请勿复制。
复合材料超声检测技术 立陶宛考纳斯科技大学的Kazys等人采用斜入射同侧检测方式，研究了航空用复合材料垂直结构蜂窝板中A0模式Lamb波的板边回波特性，由于损伤区域有很强的能量泄漏，所以可用于检测脱粘和结构损伤等缺陷，并估计其大小。波兰格坦斯克科技大学的Imielinska等人采用空气耦合探头和穿透式超声C扫描技术对多层聚合体复合材料的冲击损伤进行了检测研究，与X射线检测结果比较后表明，该方法更快、更方便、更准确，且可用于检测一些X射线无法检测的材料。美国爱荷华州立大学无损检测中心的HSU和印度GE全球研究中心的Kommareddy等合作，利用压电陶瓷空气耦合换能器，开展了复合材料零部件的缺陷检测和修复评价的研究工作，并研制了相应的空气耦合超声扫描系统，在飞机零部件阵地探伤中得以使用;英国伦敦大学的Berketis等人利用空气耦合超声检测方法对潜艇用玻璃纤维增强型复合材料的损伤和退化进行了检测和评价，获得了用水耦合超声检测方法得不到的效果。丹麦国家实验室的Borum与丹麦工业大学的Berggreen等人合作，利用空气耦合超声波，采用穿透法，对海军舰艇用层状叠合复合材料板进行检测，结果显示，该方法可以检测出上述材料板中的脱粘。 4、激光超声检测技术 激光超声是目前国内外研究最活跃的非接触超声检测方法之一。它利用高能量的激光脉冲与物质表面的瞬时热作用，在固体表面产生热特性区，形成热应力，在物体内部产生超声波。激光超声检测可分3种：一种用激光在工件中产生超声波，用PZT等常规超声探头接收超声波进行检测;另一种用PZT等常规超声波探头激励超声波，用激光干涉法检测工件中的超声波;还有一种用激光激励超声波，并用激光干涉法检测工件中的超声波，此法是纯粹意义上的激光超声检测技术。超声波的激励或探测可通过激光进行，不需要耦合剂，因而可实现远距离非接触检测，检测距离可从几十厘米到数米。所激发的超声波具有很宽的频带，从几百kHz到几GHz，可用于薄膜测量分析等一些特殊应用场合。而且探测激光可聚焦到非常小的点，可实现高达数微米的空间分辨力。此外，激光超声源能同时激发纵波、横波、表面波以及各种导波，是试验验证各种复杂媒质中声传播理论的有效手段。近年来，已发展成超声学中的重要分支，并在激光超声信号的激发与接收、传播以及应用等方面取得很大进展。 激光超声检测的快速、远距离和高分辨力等特性适用于常规压电检测技术难以检测的形状结构较复杂或尺寸较小的复合材料以及材料的高温特性等研究，如飞机上各个部件的定位和成像等。加拿大A.Blouin用激光超声研究了蜂窝芯复合材料的分层、脱粘等缺陷。美国洛克希德·马丁公司开发了LaserUT激光超声检测系统，在检测F-22复合材料构件时获得了清晰的B扫描、C扫描图像，不需要任何特殊夹具，检测时间大大缩短，达到了传统超声无法达到的效果。国内钱梦騄等在激光超声的特性和检测各种材料的力学特性方面进行了大量的研究。刘松平研究了碳纤维增强树脂基复合材料中常见缺陷的激光超声信号特性与缺陷识别评估方法。利用激光发射-超声接收检测系统有效地提取了反映复合材料中缺陷的声波信息，并可进行缺陷的判别，确定缺陷的性质。 尽管激光超声在复合材料检测中取得了很大的进展，但现阶段仍存在2个主要问题：一个是光声能量的转换效率较低；另一个是激光超声信号微弱，需要提高检测灵敏度。适当增大激光的能量，可提高激光超声信号强度。但当能量增大到一定程度时，又容易将材料的表面灼伤。因此，揭示激光发声机理、提高光声转换效率及其检测灵敏度已成为激光超声研究的3个主要方向。
ASTM 标准：D6742/D6742M–02 聚合物基复合材料层压板充填孔拉伸和压缩标准试验方法1 Standard Practice for Filled-Hole Tension and Compression Testing of Polymer Matrix Composite Laminates 本标准以固定标准号D 6742/6742M颁布；标准号后面的数字表示最初采用的或最近版本的年号。带括号的数据表明最近批准的年号。上标（ε）表明自最近版本或批准以后进行了版本修改。 1 范围 1.1 本试验方法提供了改进的开孔拉伸和压缩试验方法，以确定充填孔拉伸和压缩强度。复合材料形式限于连续纤维增强的聚合物基复合材料，且层压板相对于试验方向是对称均衡的。可以接受的试验层压板和厚度范围在8. 2.1节描述。 1.2 对于安装有紧配合紧固件或销钉的孔的试件，本方法对试验方法D 5766/D 5766M（对于拉伸）和D 6484/D 6484M（对于压缩）进行了补充规定。本试验方法对几个重要的试件参数（例如，紧固件的选择、紧固件安装方法、紧固件孔的公差）没有明确规定，但是，试验结果的重复性则要求对这些参数进行给定并在报告中注明。 1.3 以国际单位（SI）或英制单位（inch–pound）给出的数值可以单独作为标准。正文中，英制单位在括号内给出。每一种单位制之间的数值并不严格等值，因此，每一种单位制都必须单独使用。由两种单位制组合的数据可能导致与本标准的不一致。 1.4 本标准并未打算提及，如果存在的话，与使用有关的所有安全性问题。在使用本标准之前，本标准的用户有责任建立合适的安全与健康的操作方法，以及确定规章制度的适用性。 2 引用标准 2.1 ASTM标准 D 792 置换法测量塑料密度和比重（相对密度）试验方法2 Test Methods for Density and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics by Displacement D 883 与塑料有关的术语2； Terminology Relating to Plastics D 3171 复合材料组分含量测试方法3 Test Method for Constituent Content of Composite Materials D 3878 复合材料术语3 Materials Composite of Terminology D 5229/D 5229M 聚合物基复合材料吸湿性能及平衡状态调节试验方法3 Test Method for Moisture Absorption Properties and Equilibrium Conditioning of 1本试验方法由ASTM的复合材料委员会D30审定，并由单层和层压板试验方法专业委员会D30.05直接负责。 当前版本于2002年10月10日批准，2002年11月出版。最初出版号D6742/D6742M-01，上一版本号D6742/D6742M-01。 2Annual Book of ASTM Standards, V ol 08.01.
产品介绍： FL复合材料试验拉力机用于橡胶、塑料、陶瓷、纤维等材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切、保载、等项的力学性能测试分析研究，可自动求取ReH、ReL、Rp0.2、Fm、Rt0.5 、Rt0.6、Rt0.65、Rt0.7、Rm、E等力学试验参数。 复合材料试验拉力机技术参数： 试验机拉力范围：0~100KN、0~200KN、0~300KN等； 试验机准确度等级：0.5级； 拉压负荷传感器：轮辐式高精度传感器； 试验力分辨率：试验力的1/500000，全程不分档，且全程分辨率不变； 拉力、抗拉强度、应力应变、弹性模量、延伸率、泊松比等试验参数的测定； 配置全自动引伸计\高低温引伸计\变形测量系统\视频引伸计等实现多功能测试； 试验力测量范围：0.4%--100%FS； 试验速率调节范围：0.001mm/min--500mm/min（任意设定）； 电子限位保护、紧急停止键和软件过载自动保护； 试验夹具工装选择：平面拉伸试验夹具、平面压缩试验夹具、弯曲试验夹具、复合材料剪切试验夹具； 控制系统选择馥勒的复合材料测控系统及FULE新一代智能多功能测试软件及FULE强大的变形测量装置。 满足众多可选的国内外复合材料试验标准： 复合材料平面拉伸试验标准：ISO527-4/5，ASTMD3039，ASTMD5083，GB/T1040，GB/T3355可选用馥勒FL5000系列复合材料拉伸试验机， 复合材料平面压缩试验标准：ISO14126，ASTMD695，ASTMD3410，ASTMD6641可选用馥勒FL5305复合材料平面压缩试验机， 平面剪切：ISO14129，ASTMD3518可选用馥勒复合材料平面剪切试验机 V形缺口梁剪切：ASTMD5379； V形缺口轨道剪切：ASTMD7078 弯曲试验：ASTMD790，ASTMD6272，ASTMD7264，ISO14125 其他试验：ASTMD2344，ASTMD7136，ASTMD7137，GB/T21239，ASTMD3479，ISO13003，ISO15024，ASTMD5528以上标准可选用馥勒复合材料试验机来完成试验。
材料科学与工程专业实验第三篇复合材料实验 材料科学与工程学院 材料系
目录 实验1 酚醛树脂凝胶时间、挥发分、树脂含量和固体含量测定 实验2 单丝强度和弹性模量测定 实验3 丝束（复丝）表观强度和表观模量测定（参照GB3362-82）实验4 树脂浇注体制作及其巴科尔硬度测试 实验5 手糊成型工艺试验 实验6 复合材料模压工艺试验 实验7 层压工艺试验 实验8 热塑性塑料注射成型 实验 9 复合材料真空导入成型工艺试验 实验10 RTM成型工艺试验
实验1 酚醛树脂凝胶时间、挥发分、树脂含量和固体含量测定 一、实验目的 掌握对酚醛树脂几个重要技术参数的测定方法，证实酚醛树脂由B 阶向C 阶段过度时放出小分 子的事实。 二、实验原理 酚醛树脂由于苯酚上羟甲基（—CH 2OH ）的作用，它的固化与环氧树脂和不饱和聚酯树脂不同， 在加热固化过程中两个—CH 2OH 作用将会脱下一个H 2O 和甲醛（CH 2O ），甲醛又会马上与树脂中苯环上的活性点反应生成一个新的—CH 2OH 。这个过程的快慢和放出水分子的本质，将需要用试验证实，从而帮助学生理解树脂含量和固体含量的不同含义。 三、实验仪器和设备 分析天平、智能电热板、秒表、称量瓶或坩埚等。 四、实验步骤 1、 将智能电热板设定至150±1℃且恒定，用一小块铝箔迅速取A 阶酚醛树脂的乙醇溶液 1g~1.5g 放到智能电热板上，同时用秒表记时并开始用玻璃棒摊平和不断搅动，树脂逐渐变成粘稠起丝，直至起丝挑起即断时为终点，停止秒表，记录此时间，即为该树脂样品的150℃条件下的凝胶时间，以秒数表示。重复操作三次，同一树脂每次相差不应大于5s ，取其平均值。 2、 取一已恒重的称量瓶或坩埚，称量为m 1,取1g 左右的A 阶酚醛树脂溶液于称量瓶中，称量 总重为m 2,然后将它放入80±2℃的恒温烘箱中处理60min ，取出放入干燥器中冷却至室温，称量m 3,则树脂含量Rc 是指挥发溶剂后测出的溶液中树脂的百分比，即： %1001 213?--=m m m m R C 3、 将称量为m 3的试样再放入160±2℃恒温烘箱中处理60min ，取出在干燥器中冷却至室温后 称量为m 4，则固体含量Sc 是指A 阶树脂进入C 阶后树脂的百分比，即： %1001 214?--=m m m m S C 挥发分Vc 就是指B 阶树脂进入C 阶段树脂过程中放出的水和其他可挥发的成分所占B 阶树脂的百分比，即：%1001 343?--=m m m m V C 高温固化绝对脱水量（m 3－m 4）和溶剂量（m 2－m 3）与树脂溶液总量（m 2－m 1）之比称为总 挥发量Fc ：
聚合物复合材料性能及测试标准
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聚合物复合材料性能解释以及测试标准指南 1．１拉伸性能 拉伸性能包括拉伸强度，弹性模量、泊松比、断裂伸长率等。对于如高压容器、高压管、叶片等产品，必须要测出聚合物复合材料的拉伸性能,才能进行产品设计及检验。 ?对于不同的聚合物复合材料，拉伸性能试验方法是不同。对于普通的,用国标GＢ/Ｔ１４4７进行测试;对于缠绕成型的,用国标ＧB/T1458进行测试;对于定向纤维增强的,用国标ＧB/T3354１进行测试;对于拉挤成型的,用国标ＧＢ／T１309６-1进行测试。使用最多的是ＧB/T1４4７。 国标ＧB/T14４７,对于不同成型工艺复合材料，又规定不同形状的拉伸试样,有带R型、直条型及哑铃型。使用拉伸试验机或万能试验按规定的加载速度对试样施加拉伸载荷直到试样破坏。用破坏载荷除以试样横截面面积则为拉伸强度。从测出的应力－---应变曲线的直线段的斜率则为弹性模量，试样横向应变与纵向应变比为泊松比。破坏时的应变称为断裂伸长率。 ?单位面积上的力,称为应力,通常用ＭＰａ（兆帕）表示,1ＭＰa相当于１Ｎ/ｍm2的应力。 ?不同的现代复合材料其拉伸性能应变是单位长度的伸长量,是没有量刚（单位）的。? 大不一样,以玻璃纤维增强的玻璃钢为例:1:1玻璃钢,拉伸强度为（200-2５０）MPa,弹性模量为(10-16)ＧＰａ；4:1玻璃钢，拉伸强度为（２5０-350)ＭPa,弹性模量为(１5－22)GPａ;单向纤维的玻璃钢（如缠绕）,拉伸强度大于8０0MPa，弹性模量大于24ＧPa;ＳMC材料,拉伸强度为(40-80)ＭPa,弹性模量为(５-8）GPa;ＤMＣ材料，拉伸强度为(２０-60)MPa,弹性模量为(４-６）GPa。? 1. 2弯曲性能? 一般产品普遍存在弯曲载荷,弯曲性能是很重要的,同时，往往用弯曲性能来进行原材料, 成型工艺参数,产品使用条件因素等的选择。 弯曲性能,一般采用国标GＢ／T１4４9进行测试；对于拉挤材料，用国标ＧＢ/T13０96.２进行测试；对于单向纤维增强的,用国标ＧB/Ｔ３３５6进行测试。? 测试弯曲性能的试样一般是矩形截面积的长条,简称为矩形梁。采用当中加载的三点弯曲法。梁的横截面的上表面承压缩应力,梁下表面承受拉伸应力，横截面积上还要承受剪切应力,中性层剪应力最大，因此梁所承受弯曲时,其应力状态是很复杂的，破坏形式也是多种的。
复合材料的无损检测技术 复合材料(composite materials)是指由两种或两种以上不同性能、不同形态的组分通过复合工艺组合而成的一种多相材料，它既保持了原组分材料的主要特点又显示了原组分材料所没有的新性能。复合材料是应用现代技术发展涌现出的具有极大生命力的材料，具有刚度大、强度高、重量轻的优点，而且可根据使用条件的要求进行设计和制造，以满足各种特殊用途，从而极大地提高工程结构的效能，已成为一种当代新型的工程材料。 然而由于复合材料的非均质性和各项异性，在制造过程中工艺不稳定，极易产生缺陷。在应用过程中，由于疲劳累积、撞击、腐蚀等物理化学的因素影响，复合材料也容易产生缺陷，这些缺陷很大一部分还是产生在复合材料内部。 复合材料在制造过程中的主要缺陷有: 气孔、分层、疏松、越层裂纹、界面分离、夹杂、树脂固化不良、钻孔损伤；在使用过程中的主要缺陷有:疲劳损伤和环境损伤,损伤的形式有脱胶、分层、基本龟裂、空隙增长、纤维断裂、皱褶变形、腐蚀坑、划伤、下陷、烧伤。 由于复合材料在使用工程中承担着重要作用，因此在材料进入市场前，应该进行严格的缺陷检测，这是对使用者和加工者负责的行为。相应的，复合材料检测技术也得到了快速的发展，在检测技术中无损检测技术发展尤为突出。下面就主要的复合材料无损检测技术作简要的概述： 一、射线检测技术 1.X射线检测法 X射线无损探伤是检测复合材料损伤的常用方法。目前常用的是胶片照相法,它是检查复合材料中孔隙和夹杂物等体积型缺陷的优良方法，对增强剂分布不均也有一定的检出能力,因此是一种不可缺少的检测手段。该方法检测分层缺陷很困难，一般只有当裂纹平面与射线束大致平行时方能检出，所以该法通常只能检测与试样表面垂直的裂纹，可与超声反射法互补。中北大学电子测试国防重点实验室的研究人员将X射线与现代测试理论相结合，在数字图像处理阶段，通过小波变换与图像分解理论，将一幅图像分解为大小、位置和方向都不同的分量，改变小波变换域中的某些参数的大小，实时地识别出X射线图像的内部缺陷。 2.计算机层析照相检测法 计算机层析照相(CT)应用于复合材料研究已有十多年历史。这项工作的开展首先利用的是医用CT扫描装置，由于复合材料和非金属材料元素组成与人体相近，医用CT非常适合于复合材料和非金属材料内部非微观(相对于电子显微镜及金相分析)缺陷的检测及密度分布的测量，但医用CT不适合检测大尺寸、高密度(如金属件)的物体，为此八十年代初，美国RACOR公司率先研制出用于检测大型固体火箭发动机和小型精密铸件的工业CT。CT主要用于检测非微观缺陷(裂纹、夹杂物、气孔和分层等)；测量密度分布(材料均匀性、复合材料微气孔含量)；精确测量内部结构尺寸(如发动机叶片壁厚)；检测装配结构和多余物；三维成像与CAD /CAM等制造技术结合而形成的所谓反馈工程(RE)。航天材料及工艺研究所的研究人员用这种方法对碳/碳复合材料的研究表明，CT检测技术的空间分辨率和密度分辨率完全可以满足碳/碳复合材料内部缺陷的检出要求，但应注意伪像与产品自身缺陷的区别，以避免产生误检。 3.微博检测法 微波无损检测的基本原理是综合利用微波与物质的相互作用，一方面，微波在不连续面产生反射、散射和透射；另一方面,微波还能与被检材料产生相互作用，此时微波均会受到材料
产品介绍： 馥勒碳纤维复合材料拉伸试验机用于碳纤维复合材料的拉伸力学性能测试。配置FL复合材料专用压缩夹具剪切夹具可以实现对复合材料进行平面压缩\平面剪切试验,搭配FULETEST 专业测试软件,实现自动测出拉伸强度、延伸率、弹性模量、泊松比等试验参数，满足ASTM、ISO、DIN、FUL、JIS等国际疲劳测试标准。 技术参数： 拉伸机制造标准：Q/FPL6621-2016《拉伸试验机制造标准方法》。 拉伸试验方法：GB/T、ASTM、ISO、DIN、FL、JIS、JJT等复合材料拉伸\压缩\剪切等试验标准。 试验机主要规格参数：根据实际拉伸试验需求，选择相应的技术规格型号参数等。 规格型号：FL5000系列，FL7000系列。 额定试验力可选：0~300KN，0~50KN。 拉伸机精准度等级：1级/0.5级。 力测量范围：0.2%-100%FS。 试验力示值相对误差：≦示值的±1%/示值的±0.5%。 采样频率范围：1-1000HZ可选。 上下夹头偏心率：≤10％8%。 试验速度可设定：0.001~600mm/min。 速度精度误差：≦示值的±1%/示值的±0.5%。 碳纤维复合材料拉伸试验机适用的测试材料：碳纤维拉伸测试。 测试试验夹具选择：拉伸试验夹具、压缩试验夹具、弯曲试验夹具、剪切试验夹具、断裂韧性试验夹具等可供客户选择。 高温、高低温试验部分：可选馥勒高低温环境试验箱装置、高温试验炉装置、快速加热试验装置、超高温试验炉、激光加热等试验装置，试验温度从-196度~高温1600度、2000℃等可根据实际测试要求进行选择。 专业的测控软件：馥勒测控软件可以绘制多种试验曲线：采集载荷、变形、位移等，可选择变形—时间、应力—应变、负荷—变形、负荷—时间等多种曲线，实时显示其中一种或多种曲线，坐标轴自动切换，也可手动切换，显示曲线类型可以实时切换，FULETEST强大的曲线分析功能，试验过程中的应力、应变、位移曲线等可实时显示；同组试样的曲线可迭加对比，试验曲线上的任意段可进行局部放大分析并支持放大、打印，除放大、遍历外还可显示并修改特征点、重现试验过程，遍历速度可调。 重点提示：更多选型参考技术规格资料请联系馥勒科技. 备注：馥勒FULETEST公司保留拉伸试验机软硬件升级的权利，更新后恕不另行通知，如有问题请在线咨询或致电详细情况。未经授权，请勿复制。
材料力学性能试验标准及测试方法 1.拉伸实验 [1]标准 金属拉伸试件按国标GB/T6397-1986《金属拉伸试验试样》[1] 标准ASTM D3039-76用于测定高模量纤维增强聚合物复合材料面内拉伸性能；ASTM D638用于测定试件的拉伸强度和拉伸模量[2]； 2.压缩试验 [1]标准 压缩试件按国标GB/T7314-1987《金属压缩实验试样》[1] ASTM D3410-75(剪切荷载法测定带无支撑标准截面的聚合体母体复合材料压缩特性的试验方法) [3]。 3.弯曲试验 [1]标准 ASTM D7624用于测定聚合物基复合材料的弯曲刚度与强度性能[2]。 4.剪切试验 [1]标准 ASTM D5379适用大部分的纤维增强型复合材料[2]。 5.层间断裂 [1]标准 ASTM D5528和JIS K7086，仅适用于单向分层测试。其他的还未有相关标准[2]。 6.冲击试验 [1]标准 金属材料按照GB/T229-1994加工成V形缺口或U形缺口[1] 目前复合材料在冲击后的损伤性能表征主要是损伤阻抗( Damage Resistance) 和损伤容限( Damage To tolerance)。 目前关于损伤阻抗和损伤容限的测试标准有ASTM D6264-98(04)和ASTM D7136 /D7136M-05标准。D6264-98用来测量纤维增强复合材料对集中准静态压痕力的损伤阻抗；D7136用来测量材料对落锤冲击试件的损伤阻抗[2]。
7.疲劳试验 [1]疲劳极限测试标准 单点试验按照航标HB5152-1980规定；升降试验法按照国标GB/T3075-1982和GB/T4337-1984[1]。 参考文献 [1]金保森.材料力学实验.2005 [2]郑锡涛.液体成形复合材料力学性能测试方法研究进展.2010 [3]JM 惠特尼.纤维增强复合材料试验力学.1990 [4]J.M.霍奇金森.先进纤维增强复合材料性能测试.2005
复合材料拉伸试验研究 关键字：复合材料破坏模式应力—应变曲线铺层方向 摘要 复合材料力学性能对材料的研究以及对材料的选用非常关键，本试验旨在测定复合材料的拉伸强度以及材料弹性常数。针对不同的试件进行实验，得出破坏模式以及应力—应变曲线的影响的因素，进行定性分析。经过实验以及理论知识的推导可知铺层的方向、加载速度以及固定试件时的拧矩对拉伸强度及材料弹性常数都有影响。 目录 1、引言 2、仿真和实验 2.1、实验材料 2.2、实验仪器 2.3、实验步骤 3、实验结果和讨论 3.1、破坏模式 3.2、应力—应变曲线 4、结论
1、引言 由两种或两钟以上不同性质、不同形态的原材料通过复合工艺组合形成的多相固体材料称为复合材料。通常将复合材料中比较连续的一相称为基体；其他被基体所包容的相，称为增强相（或增强材料）。增强相与基体之间的交接面称为界面。 复合材料的性能不同于其组分材料，它往往保持了原材料的某些特点，而通过形成复合材料又可获得强度、刚度、韧性、硬度、耐磨、重量、寿命、耐高温或抗腐蚀等经过改善的性能。通过控制和调节原材料的种类、形态、含量、配置以及复合工艺等因素，可以获得不同性能的复合材料，因此，复合材料是一类可以根据使用条件的要求对性能进行设计的新颖材料。 本文设计了复合材料的单向拉伸实验，用来研究其单向拉伸性能。 2、仿真和实验 2.1、实验材料 本试样按纤维增强塑料性能试验方法相关国家标准GB1446-83， GB/T3354-1999制备。实验试样不少于三个，图1、表1示出了拉伸性能试样及试样尺寸。 图1 拉伸性能试样 试样1 2 3宽（mm） 44.12 44.12 49.20 厚（mm） 4.48 4.68 5.12 截面面积(2) 206.48 206.48 251.90 铝板到孔距离（mm） 92.10 92.10 85.70 表1 试样尺寸
聚合物复合材料性能解释以及测试标准指南 1．1拉伸性能 拉伸性能包括拉伸强度，弹性模量、泊松比、断裂伸长率等。对于如高压容器、高压管、叶片等产品，必须要测出聚合物复合材料的拉伸性能，才能进行产品设计及检验。 对于不同的聚合物复合材料，拉伸性能试验方法是不同。对于普通的，用国标GB/T1447进行测试；对于缠绕成型的，用国标GB/T1458进行测试；对于定向纤维增强的，用国标GB/T33541进行测试；对于拉挤成型的，用国标GB/T13096-1进行测试。使用最多的是 GB/T1447。 国标GB/T1447，对于不同成型工艺复合材料，又规定不同形状的拉伸试样，有带R型、直条型及哑铃型。使用拉伸试验机或万能试验按规定的加载速度对试样施加拉伸载荷直到试样破坏。用破坏载荷除以试样横截面面积则为拉伸强度。从测出的应力----应变曲线的直线段的斜率则为弹性模量，试样横向应变与纵向应变比为泊松比。破坏时的应变称为断裂伸长率。 单位面积上的力，称为应力，通常用MPa（兆帕）表示，1MPa相当于1N/mm2的应力。应变是单位长度的伸长量，是没有量刚（单位）的。 不同的现代复合材料其拉伸性能大不一样，以玻璃纤维增强的玻璃钢为例：1：1玻璃钢，拉伸强度为（200-250）MPa，弹性模量为（10-16）GPa；4：1玻璃钢，拉伸强度为（250-350）MPa，弹性模量为（15-22）GPa；单向纤维的玻璃钢（如缠绕），拉伸强度大于800MPa，弹性模量大于24GPa；SMC材料，拉伸强度为（40-80）MPa，弹性模量为（5-8）GPa；DMC 材料，拉伸强度为（20-60）MPa，弹性模量为（4-6）GPa。 1. 2弯曲性能 一般产品普遍存在弯曲载荷，弯曲性能是很重要的，同时，往往用弯曲性能来进行原材料，成型工艺参数，产品使用条件因素等的选择。 弯曲性能，一般采用国标GB/T1449进行测试；对于拉挤材料，用国标GB/T13096.2进行
一、产品介绍： FL复合材料电子试验拉伸机可选的高温试验箱高低温试验箱高温试验炉，可以完成对复合材料（如碳纤维材料玻璃纤维材料等）做平面拉伸试验、平面压缩试验、平面剪切试验、弯曲试验、疲劳试验等。FULE试验控制系统软件基于WINDOWS操作系统作为平台，测控精准，界面友好，操作简单等特点，可满足不同材料的试验测量需要，FULE测控软件可按用户要求扩展功能。 二、满足众多可选的国内外复合材料试验标准： 复合材料平面拉伸试验标准：ISO527-4/5,ASTMD3039,ASTMD5083，GB/T1040，GB/T3355；复合材料平面压缩试验标准：ISO14126,ASTMD695,ASTMD3410,ASTMD6641； 平面剪切：ISO14129,ASTMD3518； V形缺口梁剪切：ASTMD5379； V形缺口轨道剪切：ASTMD7078； 弯曲试验：ASTMD790,ASTMD6272,ASTMD7264,ISO14125； 其他试验：ASTMD2344,ASTMD7136，ASTMD7137,GB/T21239,ASTMD3479,ISO13003， ISO15024,ASTMD5528； 三、技术参数： 规格型号：FL4204,FL4304,FL5504,FL5105,FL5205,FL5305； 主机选择：20KN、30KN、50KN、100KN、200KN、300KN； 试验机试验力级别：0.5级； 试验采样频率：800~1500HZ； 试验力测量范围：0.4%--100%FS； 试验速率调节范围：0.001mm/min--500mm/min（任意设定）； 电子限位保护、紧急停止键和软件过载自动保护； 试验夹具工装选择：平面拉伸试验夹具、平面压缩试验夹具、弯曲试验夹具、复合材料剪切试验夹具； 控制系统选择馥勒专业的复合材料测控系统及FULE新一代智能多功能测试软件及FULE强大的变形测量装置。
复合材料力学行为研究实验 一般材料力学研究的是均匀分布、各向同性的材料，但是现在又出现了并且在工程上越来越广泛使用的一种材料叫复合材料。它是一种各向异性材料。复合材料是两种或两种以上不同性能的材料用物理或化学方法制成的具有新性能的材料，一般复合材料的性能优于其组分材料的性能。复合材料在力学行为上有什么特点，各向异性表现在哪些方面？各向异性材料如何测量它的弹性常数，不同纤维铺层方向和不同加载方向的力学性能有何差别，什么是沿轴性态和离轴性态?… 为了便于学生研究探讨这些问题，我们专门加工了一种增强材料沿单向铺层的复合材料板（如图1所示）。由于是单向增强，所以回避了许多复合材料研究上的复杂问题。 图1 单层复合材料构造形式 图2 坐标定义 本试验主要研究的具体材料是玻璃纤维单向增强复合材料。玻璃纤维的弹性模量约为80~85GPa, 基体是环氧树脂，其弹性模量约为3~5Gpa 。其纤维与环氧树脂的体积比约为1： 1。同时还提供了双向增强复合材料（正交增强），其两个方向纤维的比例为18：14和部分金属材料。 一．实验原理和试验方法 材料的弹性常数是描述材料力学性能的一项基本参数。作为衡量材料的刚度和弹性变形行为的特征值，它是理论计算和工程设计中一项非常重要的指标。我们熟知的材料，比如金属材料都是各向同性材料，独立的弹性常数是两个，即扬氏弹性模量E 和泊松比υ(或剪切弹性模量G)。而复合材料，由于其突出的各向异性的性质，独立的弹性常数增加了。为了测定复合材料的弹性常数, 将被测材料加工为纤维与加载方向成0°、45°和90°的三种试件。每种试件的三个方向的应变即纵向应变、横向应变和45゜方向的应变均采用粘贴电阻片的方法测量。应变片信号按一定的组桥方式接到测量电桥上，可利用数字静态应变仪直接定点读取应变信号或利用数据采集系统自动纪录载荷、应变数据。对实验数据进行线性回归的处理，按下列公式计算出复合材料的弹性常数： 0°试件： 111εσ= E 1212εε-=μ X σX X Y 2 3
质量、环境、职业健康安全管理体系标准对照表(Q)GB/T19001-2016（质量）(E)GB/T24001-20016（环境）ISO45001-2018（职业健康安全）标准内容标准内容标准内容 1、2范围、规范性引用文件1、2范围、规范性引用文件1、2范围、规范性引用文件 3术语和定义3术语和定义3术语和定义 4组织环境4组织所处的环境4组织环境 4.1理解组织及其环境 4.2理解相关方的需求和期望4.3确定质量管理的范围 4.4质量管理体系及其过程4.1理解组织及其所处的环境 4.2理解相关方的需求和期望 4.3确定环境管理体系的范围 4.4环境管理体系 4.1理解组织及其环境 4.2理解员工及其他相关方的需求和 期望 4.3确定职业健康安全管理体系的范 围 4.4职业健康安全管理体系 5领导作用5领导作用5领导作用与员工参与
(Q)GB/T19001-2016（质量）(E)GB/T24001-20016（环境）ISO45001-2018（职业健康安全） 5.1领导作用和承诺 5.1.1总则； 5.1.2以顾客为关注焦点 5.2方针 5.2.1制定质量方针； 5.2.2沟通质量方针 5.3组织的岗位、职责和权限5.1领导作用与承诺 5.2环境方针 5.3组织的角色、职责和权限 5,1领导作用与承诺 5.2职业健康安全方针 5.3组织的岗位、职责和权限 5.4员工协商和参与 6策划6策划6策划 6.1应对风险和机遇的措施6.2质量目标及实现的策划6.3变更的策划6.1应对风险和机遇的措施 6.1.1总则； 6.1.2环境因素； 6.1.3合规义务； 6.1.4措施策划 6.1应对风险和机遇的措施 6.1.1总则 6.1.2危险源辨识及风险和机遇评估 6.1.2.1危险源辨识 6.1.2.2职业健康安全风险和其它职