GB/T 38515-2020 石英纤维织物增强树脂基复合材料高温力学性能试验 —— 高温弯曲与短梁剪切性能试验
1. 高温弯曲性能试验
高温弯曲试验按GB/T 1449-2005《纤维增强塑料弯曲性能试验方法》的原理执行-3。
试样：采用矩形直条试样。试样尺寸参照GB/T 1449的规定，从二维编织结构石英纤维织物增强树脂基复合材料板上切割加工。试样长边方向应与织物经向一致。边缘须平整、无毛刺、无分层。
试样数量：每组有效试样不少于5个。
试验步骤：
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测量试样宽度和厚度，精度不低于0.02 mm，取至少三点的平均值
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将试样放置于高温环境箱内的三点弯曲夹具上，支座跨距按GB/T 1449的规定执行（跨厚比通常为16:1）
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按标准规定的升温速率加热至规定试验温度（不高于500℃），达到温度后保温
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安装高温挠度计，清零
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以规定加载速率（通常1～2 mm/min）连续加载直至试样破坏
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记录最大载荷、载荷-挠度数据
结果计算：
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弯曲强度：σ_f = (3 × P_max × L) / (2 × b × h²)，单位MPa，式中L为跨距（mm）
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弯曲弹性模量：E_f = (L³ × ΔP) / (4 × b × h³ × Δf)，取载荷-挠度曲线线性段斜率，单位GPa
2. 高温短梁剪切性能试验
短梁剪切试验按GB/T 30969-2014《聚合物基复合材料短梁剪切强度试验方法》的原理执行-3。该方法通过三点弯曲加载，在跨厚比较小的条件下使试样在跨中区域发生层间剪切破坏，测定材料的短梁剪切强度。
试样：采用矩形直条试样。试样尺寸参照GB/T 30969的规定，从二维编织结构石英纤维织物增强树脂基复合材料板上切割加工。跨厚比通常为4:1～6:1，以确保试样在弯曲加载下发生剪切破坏而非弯曲破坏。
试样数量：每组有效试样不少于5个。
试验步骤：
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测量试样宽度和厚度，精度不低于0.02 mm，取至少三点的平均值
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将试样放置于高温环境箱内的三点弯曲夹具上，支座跨距按短梁剪切要求设定（跨厚比4:1～6:1）
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按标准规定的升温速率加热至规定试验温度（不高于500℃），达到温度后保温
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以规定加载速率连续加载直至试样发生层间剪切破坏
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记录最大载荷
结果计算：
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短梁剪切强度：τ = (3 × P_max) / (4 × b × h)，单位MPa，式中P_max为最大载荷（N），b为试样宽度（mm），h为试样厚度（mm）
3. 四种试验项目对比
| 试验项目 | 参照标准 | 试样形状 | 关键参数 | 输出指标 |
|---|---|---|---|---|
| 高温拉伸 | GB/T 1447 | 哑铃型/直条型 | 工作段宽度10/15 mm | 拉伸强度、弹性模量 |
| 高温压缩 | GB/T 1448 | 方柱型 | 边长10±0.2 mm | 压缩强度、弹性模量 |
| 高温弯曲 | GB/T 1449 | 矩形直条 | 跨厚比16:1 | 弯曲强度、弹性模量 |
| 短梁剪切 | GB/T 30969 | 矩形直条 | 跨厚比4:1～6:1 | 短梁剪切强度 |
4. 试验报告内容清单
依据GB/T 38515-2020规定，试验报告须至少包含以下内容-：
① 材料信息：石英纤维织物类型与规格、树脂体系、织物结构（二维编织）、材料来源与批号。
② 试样信息：试样形状与尺寸（mm）、取样方向（经向/纬向）、加工方法、状态调节条件（温度、湿度、时间）。
③ 测试设备参数：试验机型号与校准状态、高温装置型号与温度控制精度（℃）、变形测量装置类型与准确度等级。
④ 测试参数：测试温度（℃，不高于500℃）、升温时间（min）、保温时间（min）、加载速率（mm/min）、支座跨距（mm，弯曲/短梁剪切）。
⑤ 测试数量与结果：有效试样数、各力学性能指标个体值、平均值及标准差（或变异系数）。
⑥ 载荷-位移/应力-应变曲线图：至少选取一条代表性曲线。
⑦ 失效模式描述：拉伸、压缩、弯曲或短梁剪切的失效模式描述及代表性照片。
⑧ 异常数据说明：任何与标准规定不一致的测试条件。
⑨ 其他信息：测试日期、测试人员、实验室编号。
广化测评（广州合成材料研究院有限公司）
