ICS 83.120 CCS Q 23 团 体 标 准 T/CSTM 00484—2022 采用±45° 层合板拉伸测定纤维增强 聚合物基复合材料层合板 面内剪切性能试验方法 Test method for in-plane shear properties of fiber reinforced polymer matrix composites laminatesby the ± 45° laminate stretching method 2022-06-30发布 2022-09-30 实施 中关村材料试验技术联盟 发布 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 CSTMhQÆSÑ^Ou(全国团体标准信息平台 T/CSTM 00484-2022 I 前 言 本文件参照GB/T 1.1 —2020《标准化工作导则第 1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的 规则起草。 请注意本文件的某些内容有可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本文件由中国材料与试验团体标准委员会航空材料领域委员会（CSTM/FC53 ）提出。 本文件由中国材料与试验团体标准委员会航空材料领域委员会（CSTM/FC53 ）归口。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 CSTMhQÆSÑ^Ou(全国团体标准信息平台 T/CSTM 00484-2022 1 采用±45°层合板拉伸测定纤维增强聚合物基 复合材料面内剪切性能试验方法 1 范围 本文件规定了纤维增强聚合物基复合材料层合板面内剪切性能试验的试验设备、试样、试验条件、 试验步骤、结果计算和试验报告等。 本文件适用于± 45°连续纤维增强聚 合物基复合材料层合板面内剪切性能的测定 。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中， 注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；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。 GB/T 1446 纤维增强塑料性能试验方法总则 GB/T 3961 纤维增强塑 料术语 3 术语和定义 GB/T 3961 界定的以及下列术语和定 义适用于本文件。 3.1 0.2%剪切强度 0.2% offset shear strengt h 过剪应变轴上离零点 0.2%剪应变，作平行于剪应力 -应变曲线线性段的直线，该直线与剪切应力 - 应变曲线交点所对应的剪应力值即0.2%剪 切强度 3.2 5%剪切强度 5% offset shear strengt h 过剪应变轴上离零点 5%剪应变， 作平行于剪应力 -应变曲线线性段的直线该直线与剪切应力 -应变曲 线交点所对应的剪应力值即 5%剪切强度 4 方法概述 通过对±45°连续纤维增强聚合物基复合材料层合板试样施加单轴拉伸载荷 ，测定纤维增强聚合物 基复合材料面内剪切性能。 5 试验设备 5.1 试验机和测试仪器应符 合GB/T 1446 的规定。所有测量器具经计量检定合格，并在有效期内。 5.2 环境试验箱应满足试验要求，温度控制范围应在± 3℃以内。 6 试样 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00484-2022 2 6.1 铺层形式 试验的铺层顺序为[45/- 45]ns(复合材料在层合板重复铺贴 n次后，再进行对称铺贴 )。其中对于单 向带，推荐为 4≤n≤6；对于织物，推荐 2≤n≤4，铺层数量也可根据实际情况调整，同组 试样具有相 同铺层形式及相同铺层数量。 6.2 试样形状和尺寸 试样形状和尺寸 见图1。 单位为毫米 25±0.1 125 250h3.23.2 A1 2 3 A0.2 标引序号说明： 1——试样； 2——横向应变计； 3——纵向应变计； h——试样厚度。 图1 试样几何形状和应变计布置示意图 6.3 试样制备 试样制备按 GB/T 1446 的规定进行。 6.4 试样数量 每组有效数据 不少于5个。 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 温度：（23±2）℃；相对湿度： （50±10）%。 7.1.2 非实验室标准环境条件 7.1.2.1 高温试验 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00484-2022 3 首先将环境试验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，并用与 试样试验段直接接触的温度传感器加以校验。对干态试样，在试样达到试验温度后，保温 5min～10min 开始试验；对湿态试样，在试样达到试验温度后， 保温2min开始试验。试验中试样温度保持在规定试 验温度的± 3℃范围内。 7.1.2.2 低温（低于零度）试验 首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，并用与试样 工作段直接接触的温度传感器加以校验。在试样达到试验温度后，保温 5min～10min开始试验。试验中 试样温度保持在规定试验温度的± 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，试样在试验室标准环境条件下至少放置 24h。 7.2.2 湿态试样状态调节 7.2.2.1 试验前， 应在规定的温 度和湿度条件下使试样达到规定的吸湿状态。 一般推荐的湿度方式为： 在（71℃±5）℃水中浸泡（ 336±6）h，采用其他 吸湿方式应在报告中注明。 7.2.2.2 湿态试样状态调节结束后，应将试样用湿布（纱布或脱脂棉）包裹放入密封袋内，直至进行 力学试验，试样在密封袋内的储存时间应不超过 14d。 8 试验步骤 8.1 按GB/T 1446 的规定检查试样外观，对每个试样编号。 8.2 按试样图中标示的应变片的具体位置粘贴应变片，高温高湿试样应在状态调节后粘贴应变片，其 他试样状态的试样应在状态调节前粘贴应变片。 8.3 试验前，按 7.2的规定对试样进行状态调节。 8.4 在状态调节后，测量并记录试样工作段 3个不同截面的宽度和厚度，分别取算术平均值，宽度精 确到0.02mm，厚度精确到 0.01mm。 8.5 夹持试样， 将试样对中夹持于试验机夹头中， 使试样的中心线与试验机轴线保持一致，应采用合 适的夹持力，以保证试样在加载过程中不打滑且不对试样造成损伤。 8.6 以1mm/min～5mm/min的加载速度对试样连续加载至剪应变超 过60000µε，若试样破坏则记录最 大载荷、 5%剪应变位置处的载荷、面剪模量、最大破坏应变和失效模式，若试样未破坏以 6mm/min的加 载速度对试样连续加载至破坏，记录最大载荷、 5%剪应变位置处的载荷、面剪模量、最大破坏应变和失 效模式。 9 结果计算 9.1 剪切强度和剪应力 剪切强度按公式（ 1）计算，每一个数据点的剪应力按公式（ 2）计算，结果保留 3位有效数字： …………………………………………… …………… (1) CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00484-2022 4 τ ………………………………………… …………… (2) 式中： S——剪切强度，单位为兆帕 （MPa）； ——剪应力，单位为兆 帕（MPa）； Pmax——剪应变等于或 小于5%的最大载荷，单位 为牛顿（ N）； P——试样承受的载荷，单位为 牛顿（N）； W——试样宽度，单位为毫 米（mm）； h——试样厚度，单位为 毫米（mm ）。 9.2 剪切弹性模量 在0.2%～0.6%的剪应变区间内按公式（ 3）和公式（ 4）计算剪切弹性模量，若材料在 0.006剪应 变以前破坏或者应力 -应变曲线出现明显非线性， 则应在应力 -应变曲线的线性段选取一个合理的应变区 间计算剪切弹性模量。剪切弹性模量结果取 3位有效数字。 …………………………………… …………… (3) γ | | | |……………………………………… ……(4) 式中： G12——剪切弹性模量，单位 为兆帕（ MPa）； γ——剪应变，单位为弧度每弧度（ rad/rad）； ——纵向应变算术平均值，单位为毫 米每毫米（ mm/mm）； ——横向应变算术平均值，单位为毫米每毫米（ mm/mm）； ——两个剪应变点之间的剪应力差值，单位为兆帕（ MPa）； ——两个剪应变点之间的剪应变差值，单位为弧度每弧度（rad/rad ）。 9.3 0.2%剪切强度和 0.2%剪应变 过剪应变轴上偏离零点 0.2%剪应变值，作平行于剪切应力 -应变曲线线性段的直线，该直线与剪切 应力-应变曲线交点所对应的剪应力值为 0.2%剪切强度 S0.2，如图2所示，对应的剪应变值为 0.2%剪应 变γ 0.2。 图2 剪切模量