理解复合材料压缩测试方法

复合材料的压缩性能受树脂和纤维树脂界面的影响，往往决定了零件的整体设计、尺寸和重量。复合材料压缩试验是筛选新材料和保持质量控制的关键。

复合材料压缩试验的目的是使压缩力进入一个均匀的规范区域，而不会导致试样其他部分的过早破坏或不恰当的破坏模式。随着复合材料越来越先进，获得一个执行压缩测试的通用标准提出了挑战。

复合测试通常遵循ASTM或ISO方法，但组织有时会开发专有的测试方法。不同的技术可能会呈现不同的结果，所以仔细地记录测试方法和结果对于理解材料属性是至关重要的。

现有的复合材料压缩测试方法根据材料在测试框架上的加载方式分为三类:弯曲、剪切和端载。

弯曲压缩测试

ASTM D5467和ASTM D7249记录了复合材料压缩性能的两种最常见的弯曲试验方法。

弯曲荷载采用夹层梁结构进行测试，其中一个面处于受压状态，另一个面处于张拉状态。压缩面通常用较薄的面板构造，以便梁在压缩中首先失效。

在构造试件时，要选择跨度、芯材、厚度和粘合剂，以确保达到正确的破坏模式(受压面)。压缩面上的应变片用来测量模量、泊松比和应变与破坏的关系。

剪切载荷压缩试验

有些方法是在试件的规范面积上施加剪切荷载。第一种方法，通常称为塞拉尼斯压缩，通过一个锥形夹具夹住的楔子加载样品。标本呈矩形，通常带有标签。塞拉尼斯压缩最初在ASTM D3410标准中提到，但已被删除。根据ASTM标准，塞拉尼斯样品的宽度一般限制在0.25 "，ISO 14126则限制在10mm。整体长度为5.5英寸，无支撑长度为0.5英寸。

尽管塞拉尼斯压缩通常被认为是过时的，但它有时被要求与历史数据进行比较。对于这种方法，材料厚度是一个关键的考虑因素，必须在规定的狭窄范围内，这允许楔与锥体的适当座位。

目前的ASTM D3410版本通常被称为IITRI方法，该方法是为了缓解塞拉尼斯方法的一些弱点而开发的。IITRI夹具又大又重，在极端温度下使用时会遇到挑战。用于这种方法的标本可能高达1英寸宽，5.5英寸长，0.5英寸的无支撑长度。楔是通过一个矩形的阀座加载的，所以试件的总体厚度不像塞拉尼斯法那样关键。然而，测量区域内的材料必须足够厚，以防止欧拉屈曲。大多数数据用户都同意，由于材料中显著的无支撑长度，该测试提供了压应力结果。

End-loading压缩测试

塑料传统上使用ASTM D695中描述的末端加载方法进行测试。这种方法允许一个横截面为方形或圆形的棱镜端载。也可以使用狗骨形状的扁平标本，并将其装入防止屈曲的侧支撑夹具中。

先进复合材料协会供应商(SACMA)采用并正式规范了使用0.188英寸标尺长度的制表试样的行业实践。由于规格长度较短，样品的表观抗压强度一般较高。由于所有这些试件都是端载的，因此端部必须是平的和平行的，才能得到相应的结果。如果标本失败或在末端扫，结果应被认为是无效的。

此外，如果用于将试件固定在夹具上的螺栓的扭矩水平过高，测试结果可能无效。由于量规长度短和侧支撑夹具摩擦的变化，进一步标准化这种方法一直是缓慢的。

剪切和端载压缩试验的组合

持续的夹具发展导致了一个联合加载压缩夹具。ASTM D6641描述了合适的夹具和测试方法。
与之前的方法一样，标称试件长5.5英寸，无支撑长度0.5英寸。通过将夹具的两端夹在方端之间，试件承受端部和剪切载荷的组合。

组合加载压缩夹具比IITRI夹具更小，更容易使用。小心地将夹具螺栓扭到均匀的、指定的水平是必要的。试件用背靠背应变计进行应变测量，以监测欧拉屈曲。弯曲百分比与测试数据一起报告，可用于排除异常数据。

对于复合材料设计，通常需要模拟应力隔水管的孔压缩值。ASTM D6484就是这样一种获取这些值的方法。

复合材料压缩试验方法比较

测试	名义上的标本	不支持的计量长度	关键参数	评论
Astm d5467 & d7249	24英寸x1英寸粘在夹层梁上	0”	样品均匀性	昂贵的标本制作和很少使用。
ASTM D3410 (IITRI)	5.5”X 1”	0.5”	对称的标签	大型、重型设备
ASTM D695	3.13“X 0.5”狗骨	0”	结束平坦	只适用于编织材料
SACMA SRM 1 r - 94	3.13“X 0.5”标签	0.188”	端面平整度、夹具扭矩	提供更高的相对值
ASTM D6641	5.5 " X 0.5 "或1 "	0.5”	端面平整度、夹具扭矩	最常见的方法，不支持长度，更容易使用

结论

复合材料压缩测试方法因夹具设计、加载技术和试样尺寸而异。虽然复合材料的抗压强度没有固定的测试标准，但我们的专家可以帮助您选择能够产生所需结果的测试方法。万博官网app体育元素努力工作，以确保您的复合材料适合的目的。如果您需要进行复合材料压缩测试，或对使用何种方法对您的材料有疑问，请联系我们今天联系我们．