復(fù)合材料在近年來成為工業(yè)產(chǎn)品中備受關(guān)注的材料之一。特別是碳纖維強(qiáng)化塑料（CFRP），由于其高強(qiáng)度、高剛性以及抗氧化和不易生銹等特點(diǎn)，成為許多對(duì)強(qiáng)度和耐久性要求較高的領(lǐng)域的首選材料。然而，與傳統(tǒng)的均質(zhì)材料相比，CFRP 復(fù)合材料具有各向異性，面對(duì)復(fù)雜的斷裂現(xiàn)象，例如拉伸、壓縮、彎曲、面內(nèi)剪切、面外剪切等載荷應(yīng)力主軸方向的變化。

本文科準(zhǔn)測控小編將介紹復(fù)合材料剪切試驗(yàn)，特別是面內(nèi)剪切試驗(yàn)方法。面內(nèi)剪切試驗(yàn)方法適用于纖維強(qiáng)化復(fù)合材料的纖維方向或織物層壓材料，在樣片上設(shè)有缺口，并通過非對(duì)稱的4個(gè)點(diǎn)加載彎曲負(fù)荷的losipescu法（ASTM D5379），或在士45的層壓材料上加載拉伸負(fù)荷的方法（SO 14129）來進(jìn)行評(píng)估。另外，我們還將介紹V-Notched Rail Shear法（ASTM D7078），這是一種穩(wěn)定進(jìn)行面內(nèi)剪切試驗(yàn)的方法，適用于樣片測量部位較大的情況，同時(shí)適用于無孔樣片及短纖維系列CFRP層壓材料的測量。

一、測試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)ASTM D5379 ISO14129 和ASTM D7078三種測試標(biāo)準(zhǔn)要求

二、測試儀器

1、電子萬能試驗(yàn)機(jī)

（示意圖，萬能試驗(yàn)機(jī)搭配不同夾具做不同力學(xué)試驗(yàn)）

2、復(fù)合材料剪切夾具

3、視頻引伸計(jì)

4、應(yīng)變儀

5、試驗(yàn)條件

速度控制方式:位移速度控制

試驗(yàn)溫度:室溫

加載試驗(yàn)速率: 2mm/min

傳感器容量: 50KN

試驗(yàn)夾具:復(fù)合材料剪切夾具

三、測試流程

準(zhǔn)備工作：

a. 確保電子萬能試驗(yàn)機(jī)及復(fù)合材料剪切夾具正常工作，傳感器容量設(shè)置為50KN，并連接好應(yīng)變儀。

b. 設(shè)置試驗(yàn)條件，包括位移速度控制方式為2mm/min，試驗(yàn)溫度為室溫。

C.在試驗(yàn)前，為進(jìn)行DIC分析，需在樣片表面噴涂不規(guī)則圖案的噴涂式涂料。

樣片準(zhǔn)備：

a. 從復(fù)合材料中切割得到試驗(yàn)樣片，樣片上31mm為測量部分。

b. 在樣片的中央部位（標(biāo)定部位中央）加工上下V型缺口。

c. 將兩個(gè)2軸式應(yīng)變儀粘貼在樣片中央部位的缺口上，以測量-45°和45°方向的變形。

應(yīng)變測量：

a. 在樣片正面和背面分別設(shè)置應(yīng)變儀，確保對(duì)稱加載時(shí)的剪切應(yīng)變信息能夠準(zhǔn)確測量。

b. 啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)位移速度控制，以2mm/min的速率加載樣片。

數(shù)據(jù)記錄與分析：

a. 通過讀取應(yīng)變儀的輸出數(shù)值，并計(jì)算正面與背面應(yīng)變儀輸出的平均值，得到樣片上的剪切應(yīng)變信息。

b. 利用公式將測得的應(yīng)變值轉(zhuǎn)化為剪切應(yīng)變值，這是評(píng)價(jià)剪切彈性模量所必要的特性數(shù)據(jù)。

c. 同時(shí)，利用非接觸式引伸計(jì)（DIC）分析觀察樣片的變形分布。

結(jié)果評(píng)價(jià)：

a. 對(duì)試驗(yàn)中獲得的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析，包括剪切應(yīng)變值、剪切彈性模量和樣片的變形分布。

b. 通過對(duì)試驗(yàn)機(jī)得到的樣片應(yīng)力及應(yīng)變儀的輸出值與非接觸式引伸計(jì)觀察圖像的對(duì)比，對(duì)CFRP斷裂過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。

c. 根據(jù)評(píng)估結(jié)果，可以對(duì)復(fù)合材料的剪切性能和斷裂行為進(jìn)行全面了解，為工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)提供重要的參考依據(jù)。

以上就是小編介紹的復(fù)合材料剪切試驗(yàn)的內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)韼椭∪绻€想了解更多關(guān)于復(fù)合材料剪切試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、方法和規(guī)范，復(fù)合材料面內(nèi)剪切測試方法和剪切模量，復(fù)合材料剪切剛度和電子萬能試驗(yàn)機(jī)操作規(guī)程等問題，歡迎您關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言，科準(zhǔn)測控技術(shù)團(tuán)隊(duì)為您免費(fèi)解答！

審核編輯 黃宇