ICS 83.120 CCS Q 23 团 体 标 准 T/CSTM 00483—2022 纤维增强聚合物基复合材料层合板 开孔拉伸性能试验方法 Test method for open -hole tensile test of fiber reinforced polymer matrix composite materials laminates 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 00483— 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》 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 00483— 2022 1 纤维增强聚合物基复合材料层合板开孔拉伸性能试验方法 1 范围 本文件规定了纤维增强聚合物基复合材料层合板开孔拉伸性能试验的试验设备、试样、试验条件、 试验步骤、试验有效性判定、结果计算和试验报告等。 本文件适用于均衡对称连续纤维（单向带或织物）增强聚合物基复合材料层合板的开孔拉伸强度、 弹性模量及应变的测定，短切纤维可参考使用。 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 界定的术语和定义适用于本文件。 4 方法概述 对含有一个中心孔的复合材料层合板，通过夹持端加载，进行拉伸试验，使工作段形成拉力场，测 试层合板开孔拉伸强度、弹性模量及应变。 5 试验设备 5.1 试验机与测试仪器 试验机和测试仪器应符合 GB/T 1446 的规定。 5.2 环境箱 温度控制范围应在 ±3℃以内，应经计量检定合格，并在有效期内使用。 6 试样 6.1 试样形状与尺寸 试样形状与尺寸见 图1和表1，试样推荐铺层为 [45/-45/0/90] ns和[0/90] ns，其他铺 层可按实际铺 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00483 —2022 2 层。 6.2 试样制备 按GB/T 1446 的规定制备试样 。试样不应出现分层等损伤，开孔时应避免孔周围的材料出现分层或 其他损伤。 6.3 试样数量 每组有效试样数量应 不少于5个。 单位为毫米 LL/2b b/2D 0.1 t0.15 A 25.4 A3.23.23.2 3.2应变片 图1 开孔拉伸试样示意图 表1 试样尺寸 单位为毫米 宽度 b 厚度 t 长度 L 孔径 D 36±1 2～4 200～300 6±0.06 7 试验条件 7.1 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 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 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00483— 2022 3 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 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 336h±6h，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 试验前，按 7.2的规定对试样进行状态调节。 8.3 在状态调节后，测量并记录孔附近 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。 8.4 按图1所示位置粘贴应变片。应先用砂纸打磨试样表层树脂，用酒精擦拭后，用胶水前后两面对 称粘贴应变片。 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～2mm/min的加载速度对试样连续加载至破坏，记录试验最大载荷、弹性模量、破坏应 变和失效模式。 9 试验有效性判定 试样在开孔处破坏为有效破坏模式，其他破坏模式为无效破坏模式。 10 结果计算 10.1 开孔拉伸强度 按公式（ 1）计算， 结果保留 3位有效数字。 ………………………………… …………… （1） 式中： σt——开孔拉伸强度，单位为 兆帕（MPa）； Pt——开孔拉伸最大载荷，单位为 牛（N）； b——试样宽度，单位为毫 米（mm）； t——试样厚度，单位为毫米 （mm）。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00483 —2022 4 10.2 弹性模量 按公式（ 2）计算，结果保留 3位有效数字。 ………………………………… …………… (2) 式中： E——弹性模量，单位为吉 帕（GPa）； εt——开孔拉伸断裂应变。 10.3 统计 对于每一组试样，按 GB/T 1446的规定计算每一种测试性能的算术平均值、标准差和离散系数，保 留三位有效数字。 11 试验报告 试验报告一般包括以下内容： a) 本文件编号； b) 材料名称、牌号； c) 试样编号、尺寸及数量； d) 试验设备及仪器的型号、规格及计量情况； e) 试验环境温度、试样状态调节参数及结果； f) 与本文件的不同之处； g) 试验时出现的异常情况； h) 试验结果 ，应包括： 1) 每个试样的最大载荷值； 2) 每个试样的开孔拉伸强度、弹性模量、破坏应变及平均值、标准差和离散系数； 3) 每个试样的失效模式。 i) 试验人员、试验日期等。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00483— 2022 5 附录 A （资料性） 本文件负责起草单位：中国航发北京航空材料研究院。 本文件参与起草单位： 中国航空制造技术研究院、中国直升机设计研究所、 沈阳飞机工业（集团） 有限公司 。 本文件主要起草人： 马丽婷、陈新文、包建文、何志平、邓立伟、王海鹏、杨国腾、王雅娜、 杨洋。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00483 —2022 6 参 考 文 献 [1] GB/T 30968.3- 2014 聚合物基复合材料层合板开孔 /受载孔性能试验方法 第3部分：开孔 拉伸强度试验方法 ； [2] ASTM D5766/D5766M -18 Standard Test Method for Open Hole Tensile Strength of Polymer Matrix Composite Laminates [3] CMH-17-1G 复合材料手册 第一卷 用于结构材料表征的聚合物基复合材料指南 _________________________________ CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标