《[航空工业标准]-HB 7718.1-2002 碳纤维复合材料层合板湿热环境下层间断裂韧性试验方法 第1部分：Ⅰ型层间断裂韧性试验方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[航空工业标准]-HB 7718.1-2002 碳纤维复合材料层合板湿热环境下层间断裂韧性试验方法 第1部分：Ⅰ型层间断裂韧性试验方法.pdf（7页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、H日 中华人民共和国航空行业标准 FL 01 8 3 HB 7 71 8 . 1 一2 0 0 2 碳纤维复合材料层合板湿热环境下 层间断裂韧性试验方法 第 1 部分: I 型层间断裂韧性试验方法 T e s t me t h o d o f i n t e r l a mi n a r f r a c t u r e t o u g h n e s s o f c a r b o n f i b e r c o m p o s i t e l a mi n a t e s i n h o t - we t e n v i r o n me n t s P a r t 1 : T e s t
2、m e t h o d o f m o d e I i n t e r l a mi n a r f r a c t u r e t o u g h n e s s 2 0 0 2 一1 1 一2 0 发布 2 0 0 3 一0 2 一0 1实施 国防科学技术工业委员会发 布 HB 7 71 8. I一20 02 月q舌 航空行业标准碳纤维复合材料层合板湿热环境下层间断裂韧性试验方法分为两个部分: 第 1 部分: I 型层间断裂韧性试验方法; 第2 部分: I I 型层间断裂韧性试验方法。 本部分为 碳纤维复合材料层合板湿热环境下层间断裂韧性试验方法的第1 部分， 它与第2 部分是相 对独立的
3、两个标准。 本部分由中国航空工业第一集团公司提出。 本部分由中国航空综合技术研究所归口。 本部分起草单位: 北京航空材料研究院和 西北工 业大学。 本部分主 要起草人: 矫桂琼、 于志成、 播文革、 管国阳、 尹 凯、 纪艳玲。 H日771 8. 1 一20 02 碳纤维复合材料层合板湿热环境下 层间断裂韧性试验方法 第 1部分: 工 型层间断裂韧性试验方法 1 范围 本标准的 本部分规定了碳纤维复合材料层合板湿热环境下工 型层间断裂韧性试验的试样、 试验条 件、 试验步骤、 试验结果和试验报告。 本标准的本部分适用于测定碳纤维复合材料层合板湿热环境下 工 型层间断裂韧性。 2 规范性引用文件
4、 下列文件中的条款通过本标准的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注 日 期的引用文件， 其随 后所有的修改单( 不包括勘误的内 容) 或修订版 本均不适用于 本部分。 然而， 鼓励根据本部分达成协议的 各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日 期的引用文件， 其最新版本适用于本部分。 G B / T 1 4 4 6 纤维增强塑料性能试验方法总则 G B / T 3 3 6 5 碳纤维增强塑料孔隙含量检验方法( 显微 镜法) H B 7 4 0 1 树脂基复合材料层合板湿热环境吸湿试验方法 术语 和定义 下列术语和定义适用于本标准的本部分。 3.1 碳纤维复合材料层合板湿热环境下I 型
5、层间断裂韧性m o d e I i n t e r l a m i n a r f r a c t u re t o u g h n e s s o f c a r b o n f ib e r c o mp o s i t e l a mi n a t e s i n h o t -w e t e n v ir o n me n t s G 淤 在湿热环境下用碳纤维复合材料。 。 单向板测得的张开型层间裂纹沿纤维方向起始扩展的临界能量 释放率。 试验 设备 4 . 1 试验机 试验机应符合 G B / T 1 4 4 6的规定。 4 . 2 位移计 位移计的测量精度相对误差 应不大于1 %
6、a 4 . 3 烘箱 烘箱的温度控制精度为士 3 C , 温度场不均 匀度为士 3 C a 4 . 4 湿热环 境箱 湿热环境箱的 温度控制精度为士 3 r-, 温度 场不均匀度为士 3 C 。相对湿度控制精度为士 5 %， 相对湿 度不均匀度为士 5 %0 4 . 5 分析天平 分 析天平的精度应不低于0 . 5 m g o 1 HB 7 71 8. 1一20 02 5 试样 5 . 1 试样的形状与尺寸 试样的形状与尺寸见图 1 ， 铺层为 2 4 。 0纤维方向 E一一- - 一) 一 人 T 裂 纹 图 1 试样的形状与尺寸 5 . 2 试样人工裂纹的制备 铺设预浸带时， 在试样一端的
7、第 1 2 层和第 1 3 层之间全宽度铺人聚四氟乙烯塑料薄膜或与之等效的 薄膜， 薄膜必须平整， 厚度不得大于 0 . 0 5 m m， 热压后得到人工裂纹， 裂纹长约 5 0 mma 5 . 3 试样制备 试样制备按 ( i B / T 1 4 4 6 进行， 并按G B / T 3 3 6 5或其他相应标准的规定测量试样的孔隙率。 5 . 4 试样数量 每组有效试样不得少于 3 个。 6 试样状态调节和试验环境条件 6 . 1 试样吸湿状 态调节 试样吸湿状态是试样浸泡在7 0 G 蒸馏水中 达到平衡吸湿量时的状态。 对于使用温度高于1 2 0 的 材 料， 水温可提高 到8 0 0。
8、采用跟随件测定试样吸湿量， 以跟随件的平均平衡吸湿量作为试样的平均平衡吸湿量。跟随件的材 料、 铺层和儿何尺寸与试样相同， 但不含人工裂纹。跟随件数量一般不少于 3 个 6 . 2 试验环境条件 温度为7 0 0 : ， 相对湿度为( 8 5 士5 ) %， 或按技术要求。 7. 1 7. 2 7. 3 7. 4 试验步骤 按G 川 T 1 4 4 6 的规定检查试样的外观并测量试样的宽度和 厚度。 按 E 3 7 4 0 1 的规定对试样和跟随件进行工程干态处理。 按 H B 7 4 0 1 吸湿程序和本部分 6 . 1 的要求对试样和跟随件进行水浸泡吸湿处理。 用亲水类耐温胶将铰链正确地胶
9、接在试样有人工裂纹一端的上下表面( 见图 2 ) a HB 7 71 8. 1一2 00 2 注: 铰链轴线须与中面平行且垂直于o 0 纤维方向; 上下铰链的轴心连线与试样中面垂直; 装夹后轴销能够自由转动。 图 2 铰链与试样连接示意图 7 . 5 将湿热环境箱调节到试验环境条件， 并保持 3 0 min o 7 . 6 将试样装夹到置于湿热环境箱内 的试验机上下夹头上， 并保证载荷对中。 7 . 7 当 湿热环境箱恢复到试验环境条件并保持1 0 m i n 后， 用位移控制方式加载， 加载速率为2 m m / m i n - 5 m m / m i n o 7 . 8 以 上下铰链轴轴心连
10、线与裂纹面交点为裂纹长度测量原点， 施加载荷， 使裂纹扩展达到1 5 m m左右 时卸载， 以 此裂纹长度为初始裂纹长度a p 。 此后继续加载， 裂纹扩展1 0 n u n 左右卸载， 重复加载、 卸载， 直至裂纹总长度a 超过l 0 0 m m时卸载并停止试验， 取下试样。 7 . 9 每次加载前测量并记录裂纹长度a， 记录 加载后载荷一 加载点张开位移曲线( 图3 ) 上对应的 层间 裂纹起始扩展的临界载荷P ， 和加载点张开位移8 , 。 裂纹长度大于4 5 m m 、 小于l 0 0 m m的a及所对应的 P ; , 6为有效数据。 PI九九九九 6 1 S , S , S , S
11、, S 图3 载荷一加载点张开位移曲线 7 . 1 0 当试样的最终残余张开位移8 R 大于3 m m时， 应对S按式( 1 ) 进行修正: 8. 6 6 =“ 】 一 “ a “ ” “ ” ” ” ” ” “ ” ” “ ” ” “ “ ” ” ”1 1 1 式中 : - P ; 对应的加载点弹性张开位移， m m ; 尸 ， 对 应的加载点张开位移， 二 ; 第 i 次加载的裂纹长度， mm; 戈民 HB 7 71 8. 1 一2 0 0 2 8 R -试样最终残余的 张开位移， m m; a 最终裂纹长度， mm. 8. 1 试验结果 湿热环境下工 型层间断裂韧性G 锣按式( 2 )
12、计算: 一 G wlcG is 一 黯 x 10 式中: G 黔 湿热 环 境 下I 型 层 间 断 裂 韧 性， J / m z ; m柔度曲线拟合系数; 尸层间裂纹起始扩展的临界载荷， N; 6 , 对应于P的 加载点弹 性张 开位移， m m; a裂纹长度， 二 ; W试样宽度， m m . 载荷一 张开位移曲 线无非线性段时， 层间裂纹起始扩展的临界载荷P取此加载时的最大载荷; 当 载 荷一 张开位移曲 线有非 线性段时， 层间 裂纹起始扩展的 临界载荷尸取此加载线直线段斜率下降5 % 对应 的载荷 。 单个试样柔度曲线拟合系数 m值按式( 3 ) 计算: 客 Ig a ,lg C ,
13、 - k 客 Ig a ) ( 习lg c ) 一 Z , ( Ig a )2- 1 一 青 菩 lg a ,) z , 式中: a ; 第z 次加载前的 裂纹长度， 二 ; c ; 柔度， c ; =8 ; / P ; , m m / N ; k 单个试样的测量点数。 单个试样的 算术平均值X ; 、 标准差S和离散系数c ， 分别按式( 4 ) , ( 5 ) , ( 6 ) 计算: X一 李 4/ , ( G ;C ) . . . . . . ， . . . .一 ( 4 ) a二1 一 S C=二 X; n 个试样的算术平均值X、 标准差S和离散系数C 、 分别按式( 7 ) , ( 8 ) , ( 9 ) 计算: ( 6) ，卜，J月咔 0口no八0 一 一 1 R HB 7 7 1 8 . 1 一2 0 0 2 式中: k ; 第J 个 试样 的 测 量 点 数 。 试验报告 试验报告按( B / T 1 4 4 6 的规定， 并给出 试样的 孔隙 率。