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        如何應用電子萬能試驗機和定制夾具進行復合材料剪切試驗?步驟詳解

         更新時間:2023-07-25 點擊量:548

        復合材料在近年來成為工業產品中備受關注的材料之一。特別是碳纖維強化塑料(CFRP),由于其高強度、高剛性以及抗氧化和不易生銹等特點,成為許多對強度和耐久性要求較高的領域的首要選擇材料。然而,與傳統的均質材料相比,CFRP 復合材料具有各向異性,面對復雜的斷裂現象,例如拉伸、壓縮、彎曲、面內剪切、面外剪切等載荷應力主軸方向的變化。

        本文科準測控小編將介紹復合材料剪切試驗,特別是面內剪切試驗方法。面內剪切試驗方法適用于纖維強化復合材料的纖維方向或織物層壓材料,在樣片上設有缺口,并通過非對稱的4個點加載彎曲負荷的losipescu法(ASTM D5379),或在士45的層壓材料上加載拉伸負荷的方法(SO 14129)來進行評估。另外,我們還將介紹V-Notched Rail Shear法(ASTM D7078),這是一種穩定進行面內剪切試驗的方法,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、測試相關標準

        根據ASTM D5379 ISO14129 和ASTM D7078三種測試標準要求

        二、測試儀器

        1、電子萬能試驗機

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        (示意圖,萬能試驗機搭配不同夾具做不同力學試驗)

        2、復合材料剪切夾具

        image.png 

        3、視頻引伸計

        image.png 

        4、應變儀

        5、試驗條件

        速度控制方式:位移速度控制

        試驗溫度:室溫

        加載試驗速率: 2mm/min

        傳感器容量: 50KN

        試驗夾具:復合材料剪切夾具

        三、測試流程

        準備工作:

        a. 確保電子萬能試驗機及復合材料剪切夾具正常工作,傳感器容量設置為50KN,并連接好應變儀。

        b. 設置試驗條件,包括位移速度控制方式為2mm/min,試驗溫度為室溫。

        C.在試驗前,為進行DIC分析,需在樣片表面噴涂不規則圖案的噴涂式涂料。

        樣片準備:

        a. 從復合材料中切割得到試驗樣片,樣片上31mm為測量部分。

        b. 在樣片的中央部位(標定部位中央)加工上下V型缺口。

        c. 將兩個2軸式應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。

        應變測量:

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

        b. 啟動試驗機位移速度控制,以2mm/min的速率加載樣片。

        數據記錄與分析:

        a. 通過讀取應變儀的輸出數值,并計算正面與背面應變儀輸出的平均值,得到樣片上的剪切應變信息。

        b. 利用公式將測得的應變值轉化為剪切應變值,這是評價剪切彈性模量所必要的特性數據。

        c. 同時,利用非接觸式引伸計(DIC)分析觀察樣片的變形分布。

        結果評價:

        a. 對試驗中獲得的各種數據進行比較和分析,包括剪切應變值、剪切彈性模量和樣片的變形分布。

        b. 通過對試驗機得到的樣片應力及應變儀的輸出值與非接觸式引伸計觀察圖像的對比,對CFRP斷裂過程進行評價。

        c. 根據評估結果,可以對復合材料的剪切性能和斷裂行為進行全面了解,為工程設計和產品開發提供重要的參考依據。

         

         

        以上就是小編介紹的復合材料剪切試驗的內容了,希望可以給大家帶來幫助!如果您還想了解更多關于復合材料剪切試驗標準、方法和規范,復合材料面內剪切測試方法和剪切模量,復合材料剪切剛度和電子萬能試驗機操作規程等問題,歡迎您關注我們,也可以給我們私信和留言,科準測控技術團隊為您免費解答!

         


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