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复合材料冲击损伤之——损伤强度评估

更新时间:2023-08-17浏览:713次

冲击损伤特性是复合材料层合板的一个主要问题,而 CAI 测试则提供了其测量方法。该测试标准包括 ASTM D7136、ASTM D7137 和 ISO 18352。本文将着重分享 ASTM D7137 测试过程中弯曲百分比的实践




01
试验目的

通过 ASTM D7136 实现冲击损伤(点击查看详情:“轻量化神器"复合材料如何应对冲击损伤?)后,进行该试验以评定集中面外力引起的损伤的敏感性损伤阻抗,得到用于材料规范、研究和开发、质量保证以及结构设计的含冲击损伤压缩剩余强度数据,具体性能参数包括:


  • 冲击损伤状态(凹坑深度、损伤面积

  • 压缩剩余强度

  • 压缩模量


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02
试验方法要点

机架同轴度调节

通过对中装置调节,优化加载链同轴度级别,从而减少试验误差。

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正确的样品安装及自平衡加载链
  • 将试样垂直放入夹具侧向板之间的刀口间隙内,期间可晃动试样,确保试样通过侧向板刀口间隙刚好进入两底座滑动板刀口之间的空隙并与底座有着良好的接触;

  • 可使用塞尺检查试样与侧向板/滑动板之间的间隙,调节侧板/滑动板或必要时加垫片来保证间隙小于 0.05 mm;

  • 先用手预紧侧向板和底座滑动板的紧固螺栓;

  • 再用扭力扳手依次将侧向板和底座滑动板的紧固螺栓拧紧,螺栓的扭紧力为 7N.m;

  • 以与安装底座滑动板同样的方式安装顶部滑动板。


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弯曲百分比检查

以规定的速率对试样施加压缩力,同时记录数据,直至达到预期破坏载荷的 10%,以相等的卸载速率把压缩载荷降低到 150N 左右,通过每个背靠背的应变片在施加最大力时的弯曲百分比来判断弯曲程度,是否符合标准要求的 10% 以内。


  • 弯曲百分比的调整

    由于固定试样涉及到侧向板、底座滑动板、顶部滑动板的多个螺栓,很难一次就实现弯曲百分比在 10% 以内,此时便需要合理调整试样位置。


    根据弯曲百分比的正负值,松开相应的侧向板及底座滑动板的螺栓,将试样朝某个方向做微小的变动。此操作可能需要重复多次,才能达到弯曲百分比在 10% 以内的理想效果。


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03
经验总结


在实际测试过程中可根据弯曲百分比的偏差大小,在夹具底部的相应位置加弹性垫片,从而达到理想的弯曲百分比效果。


为方便清晰调整样品弯曲百分比,四个应变片采用四个独立通道,能分别监控面内弯曲和侧向弯曲。



 

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