Page 42 - 理化检验-化学分册2017第八期

牛一凡, 等: 聚合物基复合材料拉伸性能试验方法国标和美标的对比分析

１．２．２ 加强片 节进行规定.
通常复合材料拉伸试验需要采用加强片进行试 GB 要求对于干态试样, 试验前, 在试验室标准
样保护, 以提供有效的拉力模式, 预防试样 过早失 环境条件下应至少放置 ２４h ; 对于湿态试样, 试验
效. ASTM 与 GB 均对加强片的尺寸范围、 材料选 前, 应在规定的温度和湿度条件下使试样达到所要
择、 使用范围、 粘贴方法、 粘贴时间以及测量精度等 求的吸湿状态, 推荐温度为( ７０±３ ) ℃ , 推荐相对湿
进行了规定, 主要区别如表 ３ 所示. 度为( ８５±５ ) ％ , 并且要求湿态试样状态调节结束
表 ３ ASTM 与 GB 对加强片要求对比 后, 应将试样用湿布包裹放入密封袋内, 直到进行力
Tab敭３ Re q uirementcom p arisonofASTMandGBfortabs
学试验, 试样在密封袋内的储存时间应不超过 １４d
项目 ASTM GB ( 天).郑道德等 [ ８ ] 研究发现聚氯乙烯( PVC ) 材料试
连续 玻 璃 纤 维 增 强 聚 合
织物、 无纬布增强复合材 样经状态调节后, 测得拉伸强度的标准偏差较试样
材料选择 物复合材料、 钢铁或与试
料或铝合金 调节前明显降低, 试验结果的分散性变小.因此, 为
样相同的材料
保证试验结果的稳定性, 对试样状态调节进行规定
多向层合板可不用, ０° 铺 ９０° 单向铺层材料不 使 用
是非常有必要的.
使用范围 层材 料 推 荐 使 用, ９０° 单 加强片, 其他材料均应使
向铺层材料要求使用 用加强片 １．３ 试验机
可以 采 用 任 何 满 足 环 境 可以 采 用 任 何 满 足 环 境 ASTM 和 GB 均规定了对试验机驱动装置、 试
要求的 高 伸 长 率 ( 韧 性) 要求的 高 伸 长 率 ( 韧 性) 验机载荷 和 夹 头 的 要 求, 见 表 ４ .驱 动 装 置 方 面,
胶黏剂 的胶黏剂, 要求黏结胶层 的胶黏剂, 胶黏剂固化温
ASTM 和 GB 均要求试验机提供恒定的试验速率,
均一、 最薄来减少黏结层 度不 能 高 于 层 合 板 成 型
同时 GB 明确了不同试验速率对应的误差要求.试
的应力 温度
验机载荷 方 面, GB 明 确 了 不 同 类 型 试 验 机 ( 机 械
粘贴时间 无规定 宜在切割试样前进行
式、 油压式、 电子拉力式和伺服液压式) 对于吨位选
测量 误 差 不 大 于 试 样 宽
度和厚 度 的 １％ ; 标 准 试 择的要求, 而 ASTM 并 未 对 此 进 行 规 定.夹 头 方
测量精度 ０．０１mm
样长 度 和 宽 度 的 测 量 精 面, ASTM 对使用加强片试样的夹头位置进行了规
定, 以确保夹头与试样间具有足够的接触面积, 避免
度均为 ±２．５ μ m
加强片尺寸方面, GB 与 ASTM 对 ０° 铺层材料 加强片在试验过程中脱粘.
表 ４ ASTM 与 GB 对试验机要求对比
规定相同, 主要区别在于对 ９０° 铺层材料是否使用
Tab敭４ Re q uirementcom p arisonofASTMandGB
加强片, 这种区别对试验结果的影响还有待验证.
fortestmachines
ASTM 和 GB 对材料选择的要求不同, 但相关
项目 ASTM GB
研究指出, 两者提供的加强片材料选择范围均满足
提供恒定 的 试 验 速 率. 当 试 验 速
常温试验对其强度和刚度的要求 [ ７ ] , 为提高试验精
－１ 时, 误 差
率不 大 于 １０ mm min
度, 可进一步区分不同材料加强片的使用环境.对 提 供 恒 定 的 试
驱动装置 不应 超 过 ２０％ ; 当 试 验 速 率 大 于
于胶黏剂的使用, ASTM 和 GB 对胶层厚度及固化 验速率
１０mm min －１ 时, 误 差 不 应 超 过
温度的要求可相互补充, 从而提高试验结果的准确 １０％
性.对于加强片的粘贴时间, GB 要求在试 样切割
机械式和 油 压 式 试 验 机 使 用 吨 位
前完成, 而 ASTM 并无具体要求.测量精度方面,
的选择应 使 试 样 施 加 载 荷 落 在 满
ASTM 较 GB 更加精准, 为不同尺寸试样设定了更 载的１０％~９０％ ( 尽量落在满载的
适合的精度要求. 试验机 无规定 一边), 且 不 应 小 于 试 验 机 最 大 吨
吨位选择
ASTM 与 GB 均未明确规定对高温、 低 温、 湿 位的 ４％ ; 电子拉力式试验机和伺
态等复杂试验环境下加强片使用的要求.笔者认 服液压式 试 验 机 使 用 吨 位 的 选 择
为, 随着试验环境的复杂化, 不仅要明确复杂环境下 应参照试验机的说明书
对试样的操作要求, 对相应的辅助试验材料的要求
如 果 使 用 加 强
以及试验设备的操作规范等也都应逐一完善. 片, 夹头应距离
夹头 无规定
１．２．３ 试样状态调节 加 强 片 斜 面 区
此部分为 GB 特有, ASTM 中未对试样状态调 域 １０~１５mm
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