碳/碳复合材料剪切强度试验方法

碳/碳复合材料剪切强度试验方法

国家标准 GB/T40388一2021 碳/碳复合材料剪切强度试验方法 TestmethodforshearstrengthofC/Ccomposites 2021-08-20发布 2022-03-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花警理委员会国家标准
GB/T40388一2021 前 言 本文件按照GB/T1.1一2020<标准化工作导则第1部分;标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草 本文件由建筑材料联合会提出 本文件由全国纤维增强塑料标准化技术委员会(SAC/TC39)归口 本文件起草单位;湖南博云新材料股份有限公司、中南大学、飞机强度研究所 本文件主要起草人:徐惠娟、张红波、李磊,左劲旅、蒲浩、李保健、沈薇、杨波,刘杰
GB/T40388一2021 碳/碳复合材料剪切强度试验方法 范围 本文件规定了碳/碳复合材料室温剪切强度试验方法的方法原理、试验设备、试样、试验条件、试验 步骤、计算和试验报告 本文件适用于采用冲剪法测定碳/碳复合材料的剪切强度 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 纤维增强塑料性能试验方法总则 GB/T1446 GB/T335012017碳/碳复合材料拉伸性能试验方法 术语和定义 GB/T33501一2017界定的术语和定义适用于本文件 3.1 碳/碳复合材料 C/Ccomposites 碳纤维增强碳基的复合材料 [[来源GB/T33501一2017,3.1] 3.2 t eXYdirectiom XY向 碳/碳复合材料(3.1)中无纬布或连续长纤维平铺平面的方向 [来源;GB/T335012017,3.6 3.3 Z向theZdireetiom 碳/碳复合材料(3.1)中垂直于XY向(3.2)的方向 [来源GB/T33501一2017,3.7] 方法原理 以恒定的速率通过圆形夹具将单轴压缩载荷作用于一个环形试样上,载荷方向垂直于试样平面,在 试样厚度方向形成剪切应力,直至试样破坏,从而测定试样的剪切强度 5 试验设备 5.1试验机 试验机应符合GB/T1446的规定
GB/T40388一2021 5.2测量仪器 游标卡尺,精度0.02mm;扭力扳手量程0N m5Nm,分度值0.05N m;千分尺精度为 0.01mm 5.3剪切夹具 剪切夹具见附录A 6 试样 6.1试样形状与尺寸 碳/碳复合材料剪切试样如图1所示,尺寸见表1 单位为毫米 I0.02A I0.02 0.04 标引序号说明: -外径; -内径; -厚度 图1碳/碳复合材料剪切试样 表1碳/碳复合材料剪切试样尺寸 单位为毫米 外径 内径 厚度 10.5士0.1 4士0.04 50士0,l 6.2试样制备 试样制备按GB/T1446的规定,同时在加工试样过程中应遵循如下原则 a 样坯从制品上切取后,应及时做好方向标记并进行编号,同时注明此样坯将会制取成何种方向 的剪切试样 样品方向示意图如图2所示
GB/T40388一2021 D)加工后的剪切试样应进行外观目视检查,不应有纤维剥落、孔洞、掉边掉角等瑕疵 X7向 Z向 图2剪切试样方向示意图 6.3试样数量 每组有效试样应不少于5个 试验条件 7.1试验环境 试验环境应满足GB/T1446规定的实验室标准环境 7.2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24h 试验步骤 8.1按GB/T1446的规定检查试样外观,核对每个试样编号及试样方向 8.2按7.2的规定对试样进行状态调节 8.3试样状态调节后,在试样直径25mm处,互为90"方向的四个位置测量试样厚度h,精确到 0.01mm,取4次测量结果的算术平均值 测量夹具上内环夹块任意两个位置直径d,精度到0.02mm,取 2次测量结果的算术平均值 剪切夹具装配示意图如图3所示 8.4将销钉轴固定在力作用平台上,按顺序分别将上内环夹块、上外环、试样和下内环夹块穿人销钉轴 上,通过垫片,试样夹紧螺母将试样夹持于上、下内环夹块中,拧紧力矩为1Nm[见图3a)] 8.5将试样上、下内环夹块的组合放人试验夹具的下外环内，上外环通过夹具螺钉与下外环连接[见图 3b)],螺钉的拧紧力矩为1N m,试样安装完成[见图3c)] 8.6将试验夹具对中放置于试验机的压缩平台上,以2mm/min的加载速率对试样连续施加压缩载 荷,直至试样破坏或载荷下降至最大载荷的30%,连续测量载荷-位移数据,记录最大载荷
GB/T40388一202 b 装配步骤1 装配步骤2 装配步骤3 标引序号说明: 夹具螺钉 下内环夹块 上外环; -试样夹紧螺母; 下外环; 垫片; 力作用平台 上内环夹块 l0 -剪切试样; 销钉轴 图3剪切夹具装配示意图 计算 g.1剪切强度按公式(1)计算,结果保留3位有效数字 m rdh 式中 剪切强度,单位为兆帕(MPa); 破坏前最大载荷,单位为牛顿(N). R max 夹具上内环夹块直径,单位为毫米(mm); 试样厚度,单位为毫米(mm) 9.2按GB/T1446的规定计算算术平均值、标准差和离散系数 10 试验报告 试验报告一般包括下列内容 试验项目名称,本文件编号; a 试验时间、地点及试验环境条件; b 试样来源、材料品种及规格; c d 试样编号、尺寸、试样方向及数量; 试验设备、仪器的型号及规格; e 加载速率; 每个试样的载荷-位移曲线; 8 h 每个试样的测定值,每组试样的平均值、标准差与离散系数; 试验人员、日期及其他
GB/T40388一2021 附录 A 资料性 剪切夹具及主要部件图 碳/碳复合材料剪切夹具图见图A.1,主要部件图分别见图A.2一图A.5,夹具各部件的参数见表 A.1 单位为毫米 25.4H7/h6 9 100 标引序号说明: -夹具螺钉; 下内环爽块; 试样夹紧螺母 上外环 8 下外环; 垫片; 力作用平台 上内环夹块; -剪切试样; 10 销钉轴 图A.1剪切夹具图 表A.1剪切夹具各部件参数 序号 名称或规格 材料 数量 夹具螺钉M8×40 45*钢,HRCc35~HRC38 上外环 45”俐,HRC35~HRC38 下外环 45=钢,HRC35HRCC38 力作用平台 45钢,HRC35HRC38 下内环夹块 45钢,HRC42HRC45 试样夹紧螺母 M8 45=钢,HRC35HRC38 垫片M8 45钢,HRC35HRC38 ,IHRC42HRC45 上内环夹块 45"钢， 销钉轴M8×60 45*钢,HRC35HRC38
GB/T40388一2021 单位为毫米 s 100士0.04 9通丑n ×45 1x451 a.回 25.6 00.05 上外环零件图 图A.2 单位为毫米 其余， to.0r M8全螺级 1X45 . _25.6_回 .丽 80士0.05 图A.3下外环零件图
GB/T40388一2021 单位为毫米 as 习 左6 0.02 I0.02 5 O0.02B 图A.4上内环夹块零件图 单位为毫米 上" 25， fG 1.6 0.02 0.02 8.5 0.02B 图A.5下内环夹块零件图