GB/T 28889-2012 复合材料面内剪切性能试验 —— 数据采集、结果计算与试验报告
1. 核心数据采集项目
(1)剪切载荷-位移曲线:通过试验机数据采集系统连续记录面内剪切过程中的载荷与位移关系。
(2)剪切应力-应变曲线:由载荷-位移曲线换算得到剪切应力-应变曲线-1。
(3)最大剪切载荷 P_max:剪切应力-应变曲线上的最大值,表示试样在面内剪切过程中所承受的最大剪切力(单位:N)。
(4)剪切应变:通过应变片测量标距段内的剪切变形量。
2. 结果计算公式
(1)面内剪切应力:τ = P / A
式中:τ —— 剪切应力(MPa);P —— 剪切载荷(N);A —— 试样标距段横截面积(mm²)。
(2)面内剪切应变:γ = ε₁ - ε₂(或按应变片测量值直接计算)
式中:ε₁、ε₂为应变片测得的两个方向的应变值。
(3)面内剪切强度:τ_max = P_max / A
式中:τ_max —— 面内剪切强度(MPa);P_max —— 最大剪切载荷(N);A —— 试样标距段横截面积(mm²)。
(4)面内剪切模量:G = Δτ / Δγ
取剪切应力-应变曲线线性段的斜率进行计算,单位GPa-1。
3. 数据处理与统计分析
每个材料/方向组合至少测试5个有效试样。计算以下参数的算术平均值及标准差(或变异系数):面内剪切强度τ_max(MPa);面内剪切模量G(GPa)。变异系数CV = 标准差/平均值 × 100%,若CV超过15%,须报告可能的分散原因(如纤维分布均匀性偏差、铺层偏差、试样加工缺陷等)。若某试样出现异常失效模式(如夹具滑移、标距段外破坏等),须在结果分析中剔除并说明原因。
4. 失效模式分析
复合材料面内剪切的典型失效模式包括:剪切破坏(标距段内沿剪切面发生纤维-基体界面脱粘和基体开裂)、分层失效(层间分离)、夹具滑移导致的无效破坏等。失效模式应在报告中详细描述并附代表性照片。
5. 试验报告内容清单
依据GB/T 28889-2012规定,试验报告须至少包含以下内容:
① 材料信息:纤维类型与规格、树脂体系、铺层顺序与名义厚度、纤维体积分数(%)、供应商与批号。
② 试样信息:试样形状与尺寸(mm)、V型缺口尺寸、加工方法、试样数量、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、轨道夹具型号与规格、应变片型号与粘贴位置。
④ 测试参数:加载速率(mm/min)、环境温度(℃)、相对湿度(%)。
⑤ 测试数量与结果:有效试样数(含异常剔除说明)、个体面内剪切强度值(MPa)、个体面内剪切模量值(GPa)、面内剪切强度平均值及标准差、面内剪切模量平均值及标准差。
⑥ 剪切应力-应变曲线图:至少选取一条代表性曲线,标注线性段范围和剪切强度点。
⑦ 失效模式描述:剪切破坏、分层失效等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(如加载速率偏差、环境温湿度偏差等)。
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)




