繊維強化プラスチックコンポジット – 引張特性の測定

繊維強化プラスチックの引張試験方法

繊維強化プラスチック (FRP) 航空宇宙で広く使用されています, 自動車製造, 工事, 優れた機械的特性のためにスポーツ用品やその他のフィールド, 軽量, 高強度と良好な腐食抵抗. しかし, FRPの機械的特性は、その内部繊維とマトリックス材料の間の界面結合強度と繊維の方向分布に大きく依存します. したがって, FRPの正確な機械的特性試験, 特に引張試験, 実用化における信頼性と耐久性を評価する上で非常に重要です。.

1. 繊維強化プラスチックの引張試験の重要性

繊維強化プラスチックは自動車部品に広く使用されています。, 航空宇宙, 建設およびその他の分野, 強度が高いため支持されています, 軽量かつ耐食性. この素材の品質を保証するために, 強度を決定するには引張試験が必要です, 靭性と延性. 繊維強化プラスチックの引張試験規格には主に ASTM D638 が含まれます。, ISO 527 および GB/T 1040.

2. ASTM D638規格
ASTM D638 は、米国材料試験協会によって発行された規格です。 (ASTM) プラスチック材料の一軸引張試験用. 規格は試験片のサイズと形状を指定します。, 試験条件, データ処理方法, 等. 指定された試験片形状には標準試験片も含まれます, 厚さの試験片と薄板の試験片, 試験データには最大荷重と破断時の伸びが含まれます。.

3. ISO 527 標準
ISO 527 さまざまな種類のプラスチック材料の引張試験のために国際標準化機構によって発行された規格です。. ASTM D638規格との比較, ISOの試験片形状 527 標準はより柔軟で、必要に応じて調整できます. この規格には 4 つのテスト方法が含まれています, さまざまな種類の材料に適用可能, プラスチックを含む, 繊維強化プラスチック, フィルムと硬質プラスチック.

4. ギガバイト/トン 1040 標準
ギガバイト/トン 1040 プラスチック材料の引張試験に適用される中国の国家規格です。. ASTM D638およびISOとの比較 527 標準, この規格は試験方法が異なります, 標本の数, データ処理, 等. 例えば, 試験片の引張速度などのパラメータ, 試験温度と湿度は試験方法で指定されています. 同時に, データ処理の観点から, この規格では、破断強度と伸びの計算方法も指定されています。.

繊維強化プラスチック複合材料 - 引張特性の決定

1. 検出原理

サンプルが破断するか所定の伸びに達するまで、サンプルの軸方向に沿って静的引張荷重を均一に加えます。. プロセス全体を通して, サンプルにかかる荷重とサンプルの伸びを測定して引張応力を決定します (引張降伏応力, 引張破壊応力または引張強さ), 引張弾性率, ポアソン比, 破断伸びと応力-ひずみ曲線の描画.

2. 試験規格

GBT 1447-2005 繊維強化プラスチックの引張特性試験方法

3. 試験項目

1. 引張応力: サンプルのゲージ範囲内の引張荷重と初期断面積の比

2. 引張降伏力: ひずみが増加するが、引張試験中に応力が増加しない初期応力, これは、サンプルが到達できる最大応力よりも低い可能性があります。.

3. 引張破壊応力: 引張試験中にサンプルが破断する引張応力.

4. 抗張力: 材料が引張破壊するまでに耐える最大応力.

5. 引張ひずみ: 引張荷重の作用下でのサンプルのゲージ範囲内の長さの変化率.

6. 引張降伏ひずみ: 引張試験中に降伏する試験片の降伏点における引張ひずみ.

7. 引張破壊ひずみ: 引張荷重下で試験片が破断するときの引張ひずみ.

8. 引張弾性率: 材料の弾性範囲内の引張応力と引張ひずみの比.

9. ポアソン比: 材料の比例限界範囲内の、一様に分布した軸応力によって生じる横ひずみと、対応する軸ひずみとの比の絶対値; 試験片が張力の作用下で破断したときの標点距離範囲内での相対伸び.

繊維強化プラスチック複合材料 - 引張特性の決定

Ⅳ. 検査機器

1. 万能材料試験機

(模式図: 万能材料試験機は、さまざまな機械的試験にさまざまな治具とともに使用できます。)

2. ウェッジ固定具

3. 補強シート (タイプ II の試験片に適用可能)

A.1 補強シートの材質

試験片と同じ材質、または試験片よりも弾性率の低い材質を使用してください。.

A.2 補強シートのサイズ

厚さ: 1mm～3mm;

幅: 試験片を1枚接着した場合の試験片の幅; 一体化接着後に試験片を単一試験片に加工する場合, 幅は必要です

処理する検体数の要件を満たす.

A.3 補強シートの接着

グラインド (またはサンドブラスト) 接着面をサンドペーパーで. 素材の強度を損なわないように注意してください;

接着面を溶剤できれいにする (アセトンなどの);

常温硬化型接着剤で接着 (エポキシ接着剤など) 良好な靭性を備えた;

試験片の接着部分を硬化が完了するまで一定時間加圧します。.

4. タイプ III 試験片用のカスタマイズされた治具

4. テスト条件

ある. 試料の種類:

タイプ I の標本 (ダンベルの形): 180×10×(2~10)んん, 10pcs

タイプ II 試験片: 250×25×(2~10)んん, 10pcs

タイプ III 試験片: 犬の骨タイプ, 7pcs

ポアソン比試験片

2. テスト温度

室温

3. テスト速度

引張弾性率を測定する場合, ポアソン比, 破断点伸びと応力-ひずみ曲線の描画, 読み込み速度は通常2mm/minです.

引張応力を測定する場合 (引張降伏応力, 引張破壊応力または引張強さ):

ある) 従来の試験では, タイプ I 試験片の荷重速度は 10mm/min; タイプ II およびサブタイプ試験片の荷重速度は 5mm/min;

b) 仲裁テストでは, タイプIの読み込み速度, II および III 試験片はすべて 2mm/min.

Ⅳ. テストプロセス

ステップ 1. 設備や道具の準備

万能材料試験機が正常に動作することを確認します, 治具は所定の位置に損傷なく取り付けられています.

ステップ 2. サンプルの準備

タイプ I の標本の準備 (ダンベル型の) 180×10×(2~10)んん, 10合計個数, II型試験片 250×25×(2~10)んん, 7合計個数, 必要に応じてポアソン比試験片.

試験片の外観を検査して、明らかな欠陥がないことを確認します。, の規定に従います 4.2 GB/T1446-2005 で.

の規定に従って試験片の状態を調整します。 4.4 GB/T1446-2005 で.

適格な試験片に番号を付けてマークを付ける, 試験片の作業部分の任意の 3 点の幅と厚さを測定します。, 算術平均を取る, 測定精度は次の規定に従うものとする。 4.5.1 GB/T1446-2005 で.

ステップ 3: 補強シートを貼り付ける

サンドペーパーを使って磨く (またはサンドブラスト) タイプ II 試験片の両端の接着面, 材料の強度を損なわないように注意する.

アセトンなどの溶剤を使用して接着面を洗浄し、グリースや不純物を除去します。.

靭性の良い常温硬化型接着剤を使用 (エポキシ接着剤など) II型試験片の両端に補強シートを接着する, 接着部が硬化するまで一定時間加圧します。.

ステップ 4: 試験片を設置します

試験片の中心線が上下の治具の位置合わせ中心線と一致するように、万能材料試験機の治具に試験片をクランプします。.

試験片の加工部に変形測定器を設置します.

ステップ 5: ロードとデータ記録

初期荷重を加える (について 5% 故障負荷の), 試験片と変形測定器の確認と調整, システム全体が正常に動作するようにするため.

引張応力を測定する場合, 標本が破壊されるまでロードを続ける, 降伏荷重を記録します, 試験片の破壊荷重または最大荷重と試験片の破壊の形態.

引張弾性率とポアソン比を測定する場合, 自動録画装置がない場合, 段階的荷重を使用できます, のグレード差がある 5% に 10% 故障負荷の, 少なくとも 5 レベルの負荷, 加えられる荷重は以下を超えてはなりません 50% 故障負荷の. 一般的に, 測定は少なくとも 3 回繰り返されます, 各レベルでの荷重と対応する変形値を記録するために、2 つの安定した変形増分が取得されます。; 自動録画装置があれば, 連続ロードが可能.

ステップ 6, 結果の判定とその後の処理

試験片が明らかな内部欠陥で損傷している場合, または、タイプ I の試験片が治具またはアークで損傷しています。, または、タイプ II 試験片が治具内で損傷しているか、試験片の破損とクランプ点の間の距離が 10mm 未満である, 検体は無効です.

同じバッチ内の有効な検体が 5 つ未満の場合, テストは繰り返されるべきだ.

III種供試体が非加工部で損傷した場合, 引張強度の計算には作業セクションの断面積が引き続き使用されます。, 試験片の破断位置が記録されます.

ステップ 7: データの処理と分析

有効なサンプルのデータを処理および分析する, 引張弾性率などの機械的性能指標を計算します, ポアソン比, 破断伸び, 引張降伏応力, 引張破壊応力または引張強さ.

応力-ひずみ曲線を描いて材料の機械的挙動と性能特性を分析します.

ステップ 8: 試験レポートの作成

テスト結果と分析に基づいて, テストレポートを準備する, テスト条件を含む, テストプロセス, テストデータ, 結果分析, 等, 材料の性能評価と応用の基礎を提供する.

繊維強化プラスチック複合材料 - 引張特性の決定

上記は、繊維強化プラスチックの引張試験に関する Andy Li のシェアです。. 皆さんのお役に立てれば幸いです! 引張試験の規格について詳しく知りたい方は, 繊維強化プラスチックの試験方法と引張性能試験, 取扱説明書, 説明書, 原則, 誤差調整, メーカー, 使用方法, 万能引張試験機の操作手順と試験基準, そして仕様, モデル, 万能材料試験機の説明書と検証手順, フォロー大歓迎です, またはプライベートメッセージを送ってメッセージを残してください. の VTS 計測制御技術チームが無料でお答えします!