碳纤维强化塑料（CFRP）中压缩强度，弹性模量检测方案(拉力试验机)

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LAAN-A-AG-E019 Application No.i255News400-650-0439 材料试验 AG-XPlus 复合材料压缩试验 No.i255 摘要：本文向您介绍使用岛津电子万能试子机 AG-XPlus 50KN 进行复合材料 (CFRP)板材试样压缩试宿的示例(参考ASTM D6641标准的 CLC 法 (Combined Loading Compression))。该方法作为复合材料压缩试验法被广泛应用于复合材料领域。CLC 法的特征是夹具结构简单，可使用无翼片的长条形试样进行试验，并可同时进行抗压强度评估和弹性模量测定。 关键词： Autograph 精密万能试复机复合材料压缩试验 碳纤维增强复合材料是以碳纤维或碳纤维织物为增强体，以树脂、陶瓷、金属、水泥、碳质或橡胶等为基体所形成的复合材料。在众多轻量化材料中轻量化效果十分明显，在航空航天、军工产品中得到广泛应用。应用在车身结构件中，减轻质量效果尤为明显，比钢铁材料轻50%，比铝材轻30%，因此得到国内外各大汽车公司的广泛关注。 碳纤维强化塑料(CFRP)与以往的材料相比，在平行于增强方向上具有高强度高刚性，且氧化后不会生锈等特点，所以适用 实验部分 1.1仪器与夹具 AG-X Plus 50KN 电子万能试验机 CLC 复合材料试验夹具 TRAPEZIUMX软件(单一试验) 1.2分析条件 试验温度：室温20℃左右 载荷传感器： 50KN (0.5级) 试验夹具：复合材料剪切夹具 试验速率：1.3mm/min 1.3样品及处理 此次使用的 CFRP 试样为 T800S/3900，规格信息，如表1所示。此次次用的试验装置如表2所示。按照 ASTM D6641 标准的CLC法，将试样安装在夹具上，使用压盘进行压缩(图1)。图2为试样的照片。如图2所示，在试样中央位置的正反两面均粘贴了应变仪。 于强度和耐久性要求较高的工业产品。CFRP 复合材料不同于以往的均质材料，具有各向异性，在承受载荷的应力主轴方向呈现出拉伸、压缩、弯曲、向内剪切、向外剪切或兼有上述动向的复杂受力情况。近年来，为了减少试制次数，降低新产品开发的成本，CAE 分析被广泛应用。为了提高对所设计产品的性能预测精度，需要采集各种数据，因此，在进行 CFRP 试验时，对于分别测量各断裂现象的试验方法的要求越来越高。 图 1. CLC 复合材料夹具 表1.试羊信息 长度： 140mm 宽度： 13mm 厚度： 3mm 层压方法： [90/0]4s |试验介绍 根据两面应变仪的输出数据，可知样片已稳固、可靠的安装在夹具上。安装样片需使用扭力扳手均匀紧固。试验速度设置为1.3 mm/min。 |结果与结论 3.1试验结果 一共进行了2次试验。图3为得到的应力-应变曲线图。应变值为试样正反两面应变的平均值。图4为应变仪的输出示例，即第1次测量中正反面应变与时间的关系。由图4可知，压缩到约40秒为止，正反两面应变仪的输出数值几乎相同，说明试样装夹可靠，试验效果良好。应变超过0.5%后，因试样的细微弯曲造成数值上的微小偏差。表3为试验结果。由表可知，压缩强度和弹性率的平均值分别为640.7MPa、72.9 GPa。弹性率由应变仪的平均值计算得出。 图3.应力-应变曲线 图4.位移-时间曲线 表2.试验结果 压缩强度【MPA】 弹性模量【GPa】 第一次 629.9 71.4 第二次 651.4 74.3 平均 640.7 72.9 结论 综上所述，使用本测试系统可按照 ASTM D6641标准进行CFRP的压缩试验。可使用无翼片长条形试样进行试验，能够稳定测得准确的 CFRP抗压强度和弹性模量。 岛津应用云 ( 免责声明： ) *本资料未经许可不得擅自修改、转载、销售； *本资料中的所有信息仅供参考，不予任何保证。如有变动，恕不另行通知。 碳纤维增强复合材料是以碳纤维或碳纤维织物为增强体，以树脂、陶瓷、金属、水泥、碳质或橡胶等为基体所形成的复合材料。在众多轻量化材料中轻量化效果十分明显，在航空航天、军工产品中得到广泛应用。应用在车身结构件中，减轻质量效果尤为明显，比钢铁材料轻50%，比铝材轻30%，因此得到国内外各大汽车公司的广泛关注。此次使用的试验装置如表2 所示。按照ASTM D6641 标准的CLC法，将试样安装在夹具上，使用压盘进行压缩，在试样中央位置的正反两面均粘贴了应变仪。根据两面应变仪的输出数据，可知样片已稳固、可靠的安装在夹具上。安装样片需使用扭力扳手均匀紧固。试验速度设置为1.3 mm/min。综上所述，使用本测试系统可按照ASTM D6641 标准进行CFRP的压缩试验。可使用无翼片长条形试样进行试验，能够稳定测得准确的CFRP抗压强度和弹性模量。碳纤维强化塑料（CFRP）与以往的材料相比，在平行于增强方向上具有高强度高刚性，且氧化后不会生锈等特点，所以适用于强度和耐久性 要求较高的工业产品。CFRP 复合材料不同于以往的均质材料，具有各向异性，在承受载荷的应力主轴方向呈现出拉伸、压缩、弯曲、向内剪切、向外剪切或兼有上述动向的复杂受力情况。近年来，为了减少试制次数，降低新产品开发的成本，CAE 分析被广泛应用。为了提高对所设计产品的性能预测精度，需要采集各种数据，因此，在进行 CFRP 试验时，对于分别测量各断裂现象的试 验方法的要求越来越高。