三维编织物及其树脂基复合材料弯曲性能试验方法

三维编织物及其树脂基复合材料弯曲性能试验方法

国家标准 GB/T33621一2017 三维编织物及其树脂基复合材料弯曲 性能试验方法 Testmethodforbendingpropertiesot 3Dbraidedtabrieamditspolymermatriscompsites 2017-05-12发布 2017-12-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/33621一2017 三维编织物及其树脂基复合材料弯曲 性能试验方法 范围 本标准规定了三维编织物及其树脂基复合材料弯曲性能的试验方法 本标准适用于三维编织物及其树脂基复合材料 本标准不适用于具有异型结构的三维编织物 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 GB/T1446一2005纤维增强塑料性能试验方法总则 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 三维编织物3Dbraidelfabries 采用三维编织工艺,编织纱在空间四个方向上交错移动、相互交织,形成一个不分层的整体织物 3.2 树脂基三维编织复合材料3Dbraidedpolymermatrixcompsites 以有机聚合物为基体,三维编织物为增强体的复合材料 3.3 cel 编织单胞braudineumi 三维编织物中最小的完整编织单元,如图1所示 单胞宽度 图1三维编织复合材料编织单胞
GB/T33621一2017 3.4 单胞长度lengthofunitcel 花节长度braidedpitehlength 编织结构长度方向(编织成型方向)上相同取向的编织纱线间的间距,是一个编织机器循环所形成 的织物长度,如图1所示 3.5 单胞宽度widthof unitcell 花节宽度braidedpitchwiath 编织结构宽度方向上相同取向的编织纱线间的间距,如图1所示 试验原理 织物;采用无约束支撑,通过三点弯曲,以恒定的加载速率加载试样,使试样产生弯曲至弯曲应力开 始减小时,记录整个加载过程中施加在试样上的最大载荷以及载荷-挠度曲线,计算试样的最大弯曲 应力 复合材料:采用无约束支撑,通过三点弯曲,以恒定的加载速率使试样破坏或达到预定的挠度值 在整个过程中,测量施加在试样上的载荷和试样的挠度,确定弯曲强度、弯曲弹性模量以及弯曲应力与 挠度的关系 试样及材料 5 5.1试样制备 5.1.1织物试样 试样可以单独编织,或从整块编织样品上裁剪得到 5.1.2复合材料试样 将三维编织试样整体树脂固化,试样可以单独模塑成型,不用切割;或从一块平板上通过机械加工 得到 注1:试样固化工艺可与有关方协议 推荐的固化工艺参见表A.l 注2:具有异型结构的三维编织树脂基复合材料,可测试其随炉件 5.2试样型式和尺寸 测定弯曲应力,弯曲模量和弯曲载荷-挠度曲线试样型式和尺寸见图2 推荐在其厚度方向上最少 保证一个完整的单胞,推荐试样宽度与单胞宽度之比至少大于2;1 对于按推荐的比例关系确定的试 样宽度和相应标准给定的试样宽度,应选取两者中的较大值,以确保在试样工作段内包含2个以上单 仲裁试样厚度为4 胞 厚度通常为2mm~5mm mm
GB/33621一2017 说明 试样长度,L>20h; 试样宽度,(15士0.5)mm; -试样厚度,2mmm5mm 图2试样 5.3试样数量 织物与复合材料应至少各取5个试样进行试验 试验设备 6.1试验机 试验机应符合GBy/T1446一2005第5章的规定 6.2夹具 6.2.1弯曲试验装置示意图见图3 说明: 试样支座; 加载上压头; 试样; 试样长度; 跨距 试样厚度; 加载上压头圆角半径 支座圆角半径; 载荷 图3弯曲夹具
GB/T33621一2017 6.2.2加载上压头应为圆柱面,其半径R=(5士0.1)mm 6.2.3支座圆角半径r: 试样厚度h>3mm时,r=(2士0.2)m a mm; b 试样厚度h<3mml 时,=(0.5士0.2)mm,若试样出现明显支座压痕,选用=(2士0.2)1 mm 试验条件 7.1试验标准环境条件 温度;(23士2)C;相对湿度:(50士10)% 7.2加载速度 7.2.1织物试样 测定织物试样时,加载速度为20mm/nmin 7.2.2复合材料试样 测定复合材料弯曲弹性模量及载荷-挠度曲线时,加载速度一般为2mm/min 测定弯曲强度时 常规试验加载速度为10mm/min 8 试验步骤 8.1织物试样 8.1.1试验前,试样在试验标准环境条件下至少放置16h 8.1.2将试样进行编号、画线和测量试样工作段任意三处的宽度和厚度,取算术平均值,保留两位 小数 8.1.3调节跨距1及上压头的位置,准确至0.5 mm 加载上压头位于支座中间,且使上压头和支座的 圆柱面轴线相平行 跨距/可按试样厚度h换算而得:/=(16士1)h,将试样对称地放在两支座上,调整 上压头至其表面刚好与试样表面接触 设定加载速度为3加mm/m,加载试样,使试样产生弯曲至弯曲应力开始诚小时停止试验,记录 8.1.4 试样上的最大载荷以及载荷-挠度曲线 8.1.5力学性能试样每组不少于5个 8.2复合材料试样 8.2.1试验前,试样在试验标准环境条件下至少放置24h 8.2.2将试样进行编号、画线和测量试样工作段任意三处的宽度和厚度,取算术平均值,保留两位 小数 8.2.3调节跨距1及上压头的位置,准确至0.5mm 加载上压头位于支座中间,且使上压头和支座的 圆柱面轴线相平行 跨距1可按试样厚度h换算而得:l=(16士1)h 8.2.4标记试样受拉面,将试样对称地放在两支座上 必要时,在试样上表面与加载压头间放置薄片 或薄垫块,防止试样受压失效 8.2.5将测量变形的仪表置于跨距中点处,与试样下表面接触 施加初载(约为破坏载荷的5%),检查 和调整仪表,使整个系统处于正常状态 8.2.6加载速度按7.2.2设定
GB/33621一2017 8.2.7测定弯曲强度时,在挠度小于1.5倍试样厚度下出现破坏的材料,记录最大载荷或破坏载荷 在 挠度等于1.5倍试样厚度下未出现破坏的材料,记录该挠度下的载荷 测定弯曲弹性模量及载荷-挠度 曲线时,可连续加载 8.2.8绘制试样破坏前的载荷-挠度曲线 8.2.9力学性能试样每组不少于5个 计算结果与表达 g.1织物试样 按式(1)计算试样的最大弯曲应力,取所有试样的平均值作为试验结果,结果保留两位小数 3P 2bh" 式中: -最大弯曲应力,单位为兆帕(MIPa); m 试样受到的最大载荷,单位为牛顿(N); -跨距,单位为毫米(mm):; 试样宽度,单位为毫米(n mm 试样厚度,单位为毫米( mm 9.2复合材料试样 9.2.1弯曲强度a((或挠度为l.5倍试样厚度时的弯曲应力)按式(2)计算,取所有试样的平均值作为试 验结果,结果保留两位小数 3P o 2bh 式中 弯曲强度(或挠度为1.5倍试样厚度时的弯曲应力),单位为兆帕(MPa); G 破坏载荷(或最大载荷,或挠度为1.5倍试样厚度时的载荷)单位为牛顿(N); -跨距,单位为毫米(mm) 试样宽度,单位为毫米(mm); 试样厚度,单位为毫米(mm) 注:如果考虑挠度s作用下支座水平分力引起弯矩的影响,可按式3)计算弯曲强度 3P d [1十4(S/)1] 2bh" 式中 -试样跨距中点处的挠度,单位为毫米(G mm g.2.2采用自动记录装置测试,对于给定的应变"=0.0025,e'=0.0005,弯曲弹性模量按式(4)计算， 取所有试样的平均值作为试验结果,结果保留两位小数 E/=500(a" 式中 弯曲弹性模量,单位为兆帕(MPa); E -应变"=0.0025时测得的弯曲应力,单位为兆帕(MPa); -应变为e'=0.0005时测得的弯曲应力,单位为兆帕(MPa) 注;如材料说明或技术说明中另有规定",'可取其他值
GB/T33621一2017 g.2.3试样外表面层的应变按式(5)计算,取所有试样的平均值作为试验结果,结果保留两位小数 6Sh .(5 式中 -应变,% g.2.4绘制载荷-挠度曲线 10试验报告 试验报告包括以下内容: 说明试验是按本标准进行的; a b 样品描述; c 试验环境; d 主要试验参数(跨距、加载速度等); 试样数量和试验结果，如果需要给出试样单值; e 任何偏离本标准的细节 g
GB/33621一2017 附 录 A 资料性附录 推荐固化工艺 本标准推荐的树脂固化工艺见表A.1 表A.1三维编织物树脂基复合材料推荐复合固化工艺参数 树脂体系 复合成型工艺 成型方法 树脂 固化剂 促进剂 配比 固化温度/固化时间 130/2h 树脂传递 150/1h 环氧树脂 甲基四氢苯酣 N,N-二甲基节胶 100:85:1 模塑 TDE86井 160C/6h RTM 180C/1h

三维编织物及其树脂基复合材料弯曲性能试验方法GB/T33621-2017解析

三维编织物及其树脂基复合材料具有优异的力学性能和成型性能，在航空、汽车、船舶等领域得到广泛应用。为了更好地评估其弯曲性能，需要进行相应的试验。GB/T33621-2017是针对这种情况制定的标准，下面我们来具体了解一下这个试验方法。

试验方法简介

根据GB/T33621-2017标准，试样需要按照特定尺寸切割，并放置在试验装置上进行加载，同时记录下载荷与挠度之间的关系曲线。试验的过程中需要遵守一些规定，例如试验环境需保持恒定，试验速度需控制在特定范围内等。

试验步骤

具体的试验步骤如下：

1. 根据标准要求，切割试样，并修整边缘。
2. 将试样放置到试验装置上，调整好试验参数。
3. 开始加载试样，并记录载荷与挠度之间的关系曲线。
4. 当达到标准规定的弯曲程度时停止试验。
5. 分析试验结果并计算出相应的力学性能指标。

注意事项

在进行试验时需要遵守以下注意事项：

• 试验环境需保持恒定，例如温度、湿度等；
• 试验速度需控制在标准规定的范围内；
• 试验过程中要注意观察试样的变形情况，如果发现异常需要及时停止试验。

总结

通过GB/T33621-2017这个试验方法，我们可以更好地评估三维编织物及其树脂基复合材料的弯曲性能，为相关领域的设计和应用提供重要的参考依据。

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