復合材料在近年來成為工業(yè)產(chǎn)品中備受關(guān)注的材料之一。特別是碳纖維強化塑料（CFRP），由于其高強度、高剛性以及抗氧化和不易生銹等特點，成為許多對強度和耐久性要求較高的領(lǐng)域的首選材料。然而，與傳統(tǒng)的均質(zhì)材料相比，CFRP 復合材料具有各向異性，面對復雜的斷裂現(xiàn)象，例如拉伸、壓縮、彎曲、面內(nèi)剪切、面外剪切等載荷應(yīng)力主軸方向的變化。

本文科準測控小編將介紹復合材料剪切試驗，特別是面內(nèi)剪切試驗方法。面內(nèi)剪切試驗方法適用于纖維強化復合材料的纖維方向或織物層壓材料，在樣片上設(shè)有缺口，并通過非對稱的4個點加載彎曲負荷的losipescu法（ASTM D5379），或在士45的層壓材料上加載拉伸負荷的方法（SO 14129）來進行評估。另外，我們還將介紹V-Notched Rail Shear法（ASTM D7078），這是一種穩(wěn)定進行面內(nèi)剪切試驗的方法，適用于樣片測量部位較大的情況，同時適用于無孔樣片及短纖維系列CFRP層壓材料的測量。

一、測試相關(guān)標準

根據(jù)ASTM D5379 ISO14129 和ASTM D7078三種測試標準要求

二、測試儀器

1、電子萬能試驗機

（示意圖，萬能試驗機搭配不同夾具做不同力學試驗）

2、復合材料剪切夾具

3、視頻引伸計

4、應(yīng)變儀

5、試驗條件

速度控制方式:位移速度控制

試驗溫度:室溫

加載試驗速率: 2mm/min

傳感器容量: 50KN

試驗夾具:復合材料剪切夾具

三、測試流程

準備工作：

a. 確保電子萬能試驗機及復合材料剪切夾具正常工作，傳感器容量設(shè)置為50KN，并連接好應(yīng)變儀。

b. 設(shè)置試驗條件，包括位移速度控制方式為2mm/min，試驗溫度為室溫。

C.在試驗前，為進行DIC分析，需在樣片表面噴涂不規(guī)則圖案的噴涂式涂料。

樣片準備：

a. 從復合材料中切割得到試驗樣片，樣片上31mm為測量部分。

b. 在樣片的中央部位（標定部位中央）加工上下V型缺口。

c. 將兩個2軸式應(yīng)變儀粘貼在樣片中央部位的缺口上，以測量-45°和45°方向的變形。

應(yīng)變測量：

a. 在樣片正面和背面分別設(shè)置應(yīng)變儀，確保對稱加載時的剪切應(yīng)變信息能夠準確測量。

b. 啟動試驗機位移速度控制，以2mm/min的速率加載樣片。

數(shù)據(jù)記錄與分析：

a. 通過讀取應(yīng)變儀的輸出數(shù)值，并計算正面與背面應(yīng)變儀輸出的平均值，得到樣片上的剪切應(yīng)變信息。

b. 利用公式將測得的應(yīng)變值轉(zhuǎn)化為剪切應(yīng)變值，這是評價剪切彈性模量所必要的特性數(shù)據(jù)。

c. 同時，利用非接觸式引伸計（DIC）分析觀察樣片的變形分布。

結(jié)果評價：

a. 對試驗中獲得的各種數(shù)據(jù)進行比較和分析，包括剪切應(yīng)變值、剪切彈性模量和樣片的變形分布。

b. 通過對試驗機得到的樣片應(yīng)力及應(yīng)變儀的輸出值與非接觸式引伸計觀察圖像的對比，對CFRP斷裂過程進行評價。

c. 根據(jù)評估結(jié)果，可以對復合材料的剪切性能和斷裂行為進行全面了解，為工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)提供重要的參考依據(jù)。

以上就是小編介紹的復合材料剪切試驗的內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)韼椭∪绻€想了解更多關(guān)于復合材料剪切試驗標準、方法和規(guī)范，復合材料面內(nèi)剪切測試方法和剪切模量，復合材料剪切剛度和電子萬能試驗機操作規(guī)程等問題，歡迎您關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言，科準測控技術(shù)團隊為您免費解答！

審核編輯 黃宇