HB 8623－2021 航空用聚合物基复合材料曲梁强度 试验方法 Test method for measuring the curved beam strength of aviation polymer matrix composite 2021－04－19发布 2021－07－01实施 中华人民共和国工业和信息化部 发 布 ICS 49.025.99 V 15 HB 8623－2021 I 目 次 前言…………………………………………………………………………………………………………… II 1 范围…………………………………………………………………………………………………………1 2 规范性引用文件……………………………………………………………………………………………1 3 术语和定义…………………………………………………………………………………………………1 4 方法原理……………………………………………………………………………………………………1 5 试验设备……………………………………………………………………………………………………2 6 试样…………………………………………………………………………………………………………3 7 试验条件……………………………………………………………………………………………………4 8 试验步骤……………………………………………………………………………………………………5 9 计算…………………………………………………………………………………………………………5 10 试验报告………………………………………………… …………………………………………………7 HB 8623－2021 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1－2009 给出的规则起草。 本标准由中国航空综合技术研究所归口。 本标准起草单位：中国飞机强度研究所、中国航空综合技术研究所。 本标准主要起草人：熊华锋、沈 薇、杨胜春、谢佳卉、鲍盘盘、葛惟宏、李 磊。 HB 8623－2021 1 航空用聚合物基复合材料曲梁强度 试验方法 1 范围 本标准规定了航空用聚合物基复合材料曲梁强度试验方法原理、试验设备、试样、试验条件、试验 步骤、计算和试验报告。 本标准适用于单向纤维或织物增强的复合材料曲梁强度的测定； 采用单向铺层试样能得到层间拉伸 强度。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 G B / T 1446 纤维增强塑料性能试验方法总则 G B / T 3961 纤维增强塑料术语 3 术语和定义 G B / T 3961 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 曲梁强度 curved beam strength 作用试样弯曲段并引起施加载荷急剧下降或结构分层的单位宽度的力矩。 3.2 层间拉伸强度 interlaminar tensile strength 复合材料层合板面外(厚度)方向上的拉伸强度。 4 方法原理 采用四点弯曲的原理对试样进行加载，加载时由压缩载荷产生层合板面外(厚度方向)的拉伸应力， 作用于试样的弯曲区域，导致试样的弯曲区域出现分层失效，示意图见图 1。 HB 8623－2021 2 说明： 1——试样； dy ——加载棒垂直距离； 2——上压头； α ——水平轴与试样直边的夹角； 3——下压对； l0 ——上下加载棒轴线距离； P — — 载 荷 ； lt ——上加载棒轴线距离； Δ ——上、下压头相对距离； lb ——下加载棒轴线距离； dx ——加载棒水平距离； D ——加载棒直径。 图 1 四点弯曲载荷下的曲梁 5 试验设备 5.1 总则 试验设备主要包括：试验机、环境箱、位移传感器和试验夹具。试验机、环境箱和位移传感器应经 检定/校准合格，并在有效期内使用。 5.2 试验机 试验机应符合 GB/T 1446 中的规定。 5.3 环境箱 环境箱应满足 GB/T 1446 中的要求，温度控制在±3℃，相对湿度控制在±5 %RH。 5.4 位移传感器 位移传感器的精度要求为 0 .01mm。 5.5 试验夹具 曲梁强度试验夹具示意图见图 2。圆柱形加载棒直径推荐为(6～10) mm，安装在滚柱轴承中，下 压头两加载棒中心间的水平距离推荐为(100±2) mm，上压头两加载棒中心间的水平距离推荐为 (75±2) mm。 HB 8623－2021 31 2 3 4 5 说明： 1——上支座；2——压棒；3——支座轴承；4——试样；5——下支座。 图 2 曲梁强度试验夹具示意图 6 试样 6.1 试样形状与尺寸 曲梁由带 90 ˚弯角相连的两条直边组成，其内侧半径推荐为 6 .4mm。试样宽推荐为(25±1) mm，厚 推荐为 2 mm～12 mm。试样受载直边长度最小应为 90 mm。同时不能过长以免碰到夹具的底座。任何一 件试样厚度的变化不能超过名义厚度的 5 %，两条加载直边之间的夹角为(90±3) ˚，试样几何尺寸见 图3。 单位为毫米 试样端面 图 3 曲梁试样示意图 6.2 铺层形式 曲梁强度试样：铺层可以使用任何铺层顺序。 层间拉伸强度试样：铺层形式为[0] n，n为层数。进行层间强度筛选时，试件的厚度推荐为 4.2mm±2mm。 HB 8623－2021 4 6.3 试样制备 试样制备按 GB/T 1446 中的要求进行。 试样在制备过程中，应采取相应的措施以避免由于不适当的加工方法而引起切口、沟槽、粗糙或不 平的表面、或者分层，并通过水润滑的精确切割、铣削或磨削，得到最终尺寸。 6.4 试样数量 每组有效试样应不少于 5 件。 7 试验条件 7.1 试验环境条件 7.1.1 实验室标准环境条件 实验室标准环境条件应满足 GB/T 1446 中的要求。 7.1.2 非实验室标准环境条件 7.1.2.1 高温试验环境条件 高温试验环境条件要求如下： a) 应先将环境箱和试验夹具预热到规定的试验温度，然后将试样加热到规定的试验温度； b) 试样工作段应设置直接接触的温度传感器，随时校验温度； c) 由温度传感器测得的试样表面温度应在规定试验温度的±3℃范围内； d) 对于干态试样，应在试样达到规定试验温度后，保温 5 min～10 min开始试验；对于湿态试样， 应在试样达到规定试验温度后，保温 2 min～3min开始试验。 7.1.2.2 低温试验环境条件 低温试验环境条件要求如下： a) 应先将环境箱和试验夹具冷却到规定的试验温度，然后将试样冷却到规定的试验温度； b) 试样工作段应设置直接接触的温度传感器，随时校验温度； c) 试样达到规定试验温度后，保温 5 min～10 min开始试验； d) 由温度传感器测得的试样表面温度应在规定试验温度的±3℃范围内。 7.2 试样状态调节 7.2.1 干态试样状态调节 试验前，试样在实验室标准环境条件下至少放置 24 h。 7.2.2 湿态试样状态调节 试验前，应将试样放置在浸润箱中吸湿，并在规定的温度和湿度条件下使试样达到所要求的吸湿状 态。推荐的温度和湿度条件如下： a) 温度：70℃±3℃； b) 相对湿度：85 %RH±5%RH。 调节结束后，可以直接开始力学性能试验，或者将试样连同潮湿纸巾放入密封袋内保存，试样在密 封袋内的储存时间应不超过 14 d。 若在温态试样状态调节结束后对试样粘贴应变计，则可在实验室标准环境下进行，但应变计粘贴时HB 8623－2021 5间不应超过 2 h。 8 试验步骤 8.1 试验前准备 试验前准备主要包括： a) 按GB/T 1446 的规定检查试样外观，对每个试样编号； b) 按7.2 的规定对试样进行状态调节； c) 在状态调节后， 测量试样两条侧边不同位置的两个宽度和厚度， 圆弧处 2 个厚度和夹角的角度， 宽度和厚度测量精度不低于 0 .02mm，角度测量精度不低于