(高清版)GBT 41498-2022 纤维增强塑料复合材料 用剪切框测定面内剪切应力剪切应变响应和剪切模量的试验方法

纤维增强塑料复合材料用剪切框测定面内剪切应力/剪切应变响应和国家市场监督管理总局国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会 I 1 2 7试验步骤 8 99试验报告 I1GB/T41498—2022/ISO纤维增强塑料复合材料用剪切框ISO291塑料试样状态调节和试验的标准环境(Plastics—StandardatmospheresforISO1268(所有部分)纤维增强塑料试验板制备方法(Fibre-reinforcedplastics—MethodsofISO2602试验结果的统计处理和解释平均值的估计置信区间(Statisticalinterpretationoftestresults—Estimationofthemean—ConfidenceinteISO2818塑料机械加工制备试样(Plastics—Preparationoftestspecimensbymachining)ISO7500-1金属材料静力单轴试验机的检验与校准第1部分：拉力和(或)压力试验机测力系统的检验与校准(Metallicmaterials—Calibrationandverificationofstachines—Part1:Tension/compressiontestingmachines—CalibrISO12781-1产品几何技术规范(GPS)平面度第1部分：词汇和参数(Geometricalproductspecifications(GPS)—Flatness—Part1:Vocabulary2ISO和IEC维护的用于标准化的术语数据库地址如下：由坐标轴1和坐标轴2构成的平面。面内剪切应力in-planeshearstress施加于剪切框的瞬时拉伸载荷除以试样的横截面积得到的应力。面内剪切强度in-planeshearstrength面内剪切应力(3.2)的最大值。试样产生剪切变形时各部分剪切应变分量之和。面内剪切模量in-planeshearmodulus面内弦线模量in-planechordmodulus剪切应力ti₂和r'12之差除以相应的剪切应变(3.4)Yi₂=0.005和γ'1₂=0.001之差所得到的值。坐标轴1的方向directionofcoordinateaxis1试样上平行于试验机加载轴的方向。注2:见图2和图3。坐标轴2的方向directionofcoordinateaxis2试样上垂直于试验机加载轴的方向。注2:见图2和图3。将带有四个凹角的正方形试样固定在剪切框中，使增强纤维方向相对于试验机加载轴方向为0°或0°/90°,对试样进行纯剪切加载。通过测定施加于剪切框的拉伸载荷、试样的剪切应变，得到面内剪切强度和面内剪切模量。3允差%士20124士1051——坐标轴1的方向；2——坐标轴2的方向；d——夹持压力图2半个剪切框的边界条件5.3应变测量装置应变测量应选在与坐标轴夹角为45°的方向上(见图3)。当选用应变片时，应将其粘贴在试样的前表面和后表面，以测量正应变。应变片的尺寸和性能应根合理选用应变片、试样表面处理方式和粘结剂，并应采用合适的应变记录设备。当选用三维光学全场应变测量系统时，只需测量试样一个面的应变。应变测量位置应同应变片的布置相一致(见图3)。面外变形应在试验前采用应变片测量，记录试样两面的应变，验证是否符合公式(1)。5.4尺寸测量仪器采用千分尺或类似尺寸测量仪器，最大允许测量误差不大于0.01mm,用于测量试样的厚度h。6GB/T41498—2022/尺寸测量仪器应有与被测试样表面相适应的接触面(如：平面对平整、光洁的表面；半球面对不规则的表面)。如适用，见ISO16012中的相关要求。6.1形状和尺寸试样形状及纤维方向、被夹持区域和自由剪切区域的尺寸见图3。试样长度应为(165±0.5)mm,宽度应为(165±0.5)mm。自由剪切区域对于剪切试验起决定性作用，自由剪切区域长度至少应为(105士0.5)mm,宽度至少应为(105±0.5)mm。试样平面度误差应不大于1mm,平面度定义见ISO12781-1。除非另有规定，试样厚度应为(4±0.1)mm。为防止试样发生面外变形，应选择合适的试样厚度。在剪切试验过程中，若记录试样两面的应变符合公式(1),则允许发生面外变形，直至破坏。e、——试样前表面的应变；Eh——试样后表面的应变。自由剪切区域的尺寸见图3,应通过对角线尺寸来检查，对角线长度应为(148.5±0.5)mm。7单个试样或一组试样由试验板经机械加工制得，试样尺寸应符合要求，机械加工按ISO2818的图3所示。8GB/T41498—2022/ISO20337:26.4.1应至少测试5个试样。6.4.2如果试样在被夹持区域边缘或内部破坏(例如夹紧直接导致的破坏),则该试样测试结果应被剔7试验步骤如图3所示，应测量试样被夹持区域共8个位置的厚度，精确至0.02mm,应计算试样厚度的平均b)纤维间失效发生后无法再向试样传递载荷时，将纤维间第一次发生破坏时的剪切应力定义为c)试样最大应变达到20%且未发生失效时，将剪切应变为20%时对应的剪切应力定义为剪切强度。9图4剪切应力-应变曲线7.6失效条件检查并记录失效条件(见7.5)。8计算及结果表示8.1面内剪切应力r12,按公式(2)计算：式中：F——瞬时拉伸载荷，单位为牛顿(N);b——自由剪切区域宽度，单位为毫米(mm);h——试样厚度，单位为毫米(mm)。8.2面内剪切强度t12M,按公式(3)计算：式中：GB/T41498—2022/Fm——试验终止条件下的拉伸载荷(见7.5),单位为牛顿(N)。8.3剪切应变Y12,按公式(4)计算：当选用三维光学全场应变测量系统时，应测量试样前表面的应变e|v|。8.4面内剪切模量(面内弦线模量)G₁₂(见图4),按公式(5)计算： (5)式中：G₁2——面内剪切模量(面内弦线模量),单位为兆帕(MPa);T12——剪切应变y'1₂=0.001时对应的剪切应力，单位为兆帕(MPa);Ti₂——剪切应变Yi₂=0.005时对应的剪切应力，单位为兆帕(MPa)。由于应力在试样中不是均匀分布的，面内剪切模量采用系数1.1进行修正(见ISO16012)。当选用能计算平均剪切应变值的三维光学全场应变测量系统时，公式(5)中的系数宜取1.0。8.5计算面内剪切强度和面内剪切模量的算术平均值和标准差。如需要，按ISO2602计算平均值的95%置信区间。9试验报告试验报告应包含以下内容：a)本文件名称及执行文件编号；c)试验机的精度等级(见ISO7500-1);d)剪切框的类型和制造商；e)试样制备方法；f)试样厚度；g)试样数量；h)试样状态调节和试验的标准环境，如需要，根据有关材料或产品相关的标准所增加的特殊状态调节；i)应变测量装置类型；j)每个试样的试验结果，如需要，给出剪切应力-应变曲线；k)试验结果的平均值和标准差；1)如需要，给出平均值的95%置信区间；m)失效条件；n)关于试样是否有被剔除的声明及有剔除时的理由；o)任何未按本文件规定的操作以及可能影响试验结果的任何事件；p)试验日期。GB/T41498—2022/ISO[1]DIN863-1,Verificationofgeometricalparameters—Micrommicrometercallipersforexternalmeasurem[2]DIN53399,Testingofreinforcedplastics--Sheart[3]ISO2812(allparts),Paintsandvarnishes—Determinati[4]ISO14129,Fibre-reinforcedplasshearstrainresponse,includingthein-planeshearm[5]ISO16012,Plastics—Determinationof[6]DissertationBasan.Ricardo:UnFaserverbundwerkstoffenmitEpoxidharzmatrixunterBerücksichtigungnichtlinearerEffekte.BAM-Dissertationsreihe,Berlin,Vol.74,ISBN978-3-9814[7]TrappeV.,BasanR.,GrasseF.BestimmungderwerkstoffenmittelseinesSchubrahmens.DeutscherLuft-undRaumfahrtkongress,[8]ASTMD4255/D4255M,StandardTestMethodforIn-Plane[9]ASTMD5379/D5379M,StandardTestMethodforShearPropertiesofComposibytheV-NotchedBeamMethod[10]A