1、實用文檔V 型槽軌道剪切方法測復合材料剪切性能測試標準1. 范圍1.1 這篇測試方法適用于確定高模量纖維增強復合材料的剪切性能，V 型槽口試樣通過加載軌道的兩對夾具夾持試樣。當施加拉力時，軌道通過試樣表面將剪切載荷傳遞給試樣。相對而言，測試方法D5379 是在試樣上下端部施加載荷。面內加載可以對試樣提供更高的剪切載荷。另外，當前測試方法比 D5379 使用更大的測試截面積。在這兩種測試方法中，使用V 型槽口，相對于夾具附近提高了試樣測試截面積的剪切應力。因此，當V 型槽口試樣剪應力比未用V 型槽口試樣分布均勻，實現測試截面部位發生破壞。測試方法D4255 利用兩個加載軌道夾持無槽口的試樣提供拉

2、伸加載。和測試方法 D4255 相比，本文所使用的測試方法在試樣夾持時無須在試樣表面打孔。復合材料局限于如下形式的連續纖維或非連續纖維增強構成：1.11 層合板由單一方向的纖維層合板構成，纖維排列方向平行或垂直于夾具軌道。1.12 層合板是個對稱平衡結構，并且0°方向平行或垂直于夾具軌道。1.13 層合板通過編織物、編制狀纖維絲線層合板組成。1.14 短纖維增強材料由大多數按隨機分布方式排列的纖維組成。1.15 SI 單位和英尺-磅單位制里的數值，被認為是二個獨立的數值標準。本文出現的英尺-磅數值由括號里面標示出來。這兩個標準里面的數值并不完全相等，每個標準里的數值都必須獨立使用。如

3、果把兩個標準的數值結合在一起，可能會得到不符合標準的結果。1.16 這個標準不支持所有的安全系數考慮問題，如果實驗操作者需要的話必須自行確定。因此在實 驗操作之前先做好安全步驟，是實驗員實驗前做好準備工作的一項重要責任。2. 參考文獻2.1 美國材料實驗協會標準D792 塑料密度和特殊比重（相對密度）位移測定方法D883 塑料專業術語D2584 聚氯乙烯樹脂燒失量測試方法D2734 塑料增強材料失效測試方法D3171 復合材料構成成分的測試方法D3878 復合材料專業術語D4255 通過橫桿剪切法測定非平面聚合母體復合材料剪切性能測試方法D5229 母體聚合復合材料的吸水性和平衡條件D5379

4、 通過 V 字型凹槽梁測試法測定復合材料剪切性能的測試方法D6856 纖維增強織物復合材料的測試指導E4 測試儀器力學檢測方案文案大全實用文檔E6力學測試相關的專業術語E111楊氏模量、剪切模量、割線模量測試方法E122計算要求特殊偏差試樣尺寸方案，各個性能平均值E177 ASTM測試方法里各項物理量的精度偏差使用方法E251金屬連結體電阻應變儀性能測試方法演示E456質量分析相關的專業術語E1237連接電阻應變儀安裝指導E1309確定數據庫里纖維增強母體聚合復合材料指導E1434纖維增強復合材料性能數據指導2.2 其它文獻ANSI Y14.5M-1982 幾何尺寸和偏差ANSI/ASME B

5、46.1-1985 表面材質（表面粗糙、起伏、褶皺）2.3 美國材料實驗協會標準附錄：V字型凹槽橫桿剪切固定裝置示意圖3. 專業術語3.1 定義一D3878專業術語里詳細說明了和高模量纖維相關的各項含義以及它們的組成。專業術語D883詳細說明了和塑料相關的各項含義。 E6專業術語里詳細介紹了和力學測試相關的各項含義。專業術語E456和方案E177詳細介紹了和分析學相關各項含義。如果里面各項出現沖突，專業術語D3878作為各項的總則。備注1如果一項術語代表一個物理含義，那么它的分析量綱由基礎量綱形式來表達，使用美國材料實驗協會標準系統。 表達形式如方括號里所示：M代表質量，L代表長度，T代表時間

6、，。代表熱力學溫度，nd代表無量綱參數。當使 用方括號住明這些符號的時候要求嚴格按照分析上定義的量綱，如果不使用方括號，這些符號可能具有其它含義。3.2 這個標準里定義的特殊術語3.2.1 面內剪切，n 一和剪切力或者1-2材料平面上的變形相關的剪切（參考材料坐標系）。3.2.2 層合板剪切，n一任一剪切性能描述當加載剪切力時發生的反應或給定1-3、2-3平面上的變形（同樣視材料坐標系統而定）3.2.3 材料坐標系統，n-用來描述主要材料坐標的笛卡兒坐標系。用 1、2、3來代表各個坐標軸方向， 如圖1所示。文案大全實用文檔3-軸或工-軸1 X地F層合板參考軸）層合旗方向8層取向角圖1材料坐標體

7、系3.2.4 偏移剪切強度M/（LT2）, n-給定一個初始的剪切變形和固定的模量，從起始變形位置開始，按 固定的模量所畫切線和剪應力曲線的交點。3.2.4.1 討論-偏移剪切強度是用來判定材料應力應變線性程度關系的。（按照這個定義，如果材料非線性或者假設顯示的是早期破壞。）當比較材料的預設強度時，必須使用相同的預設應變，定義相同的模量。當比較的時候缺少合適的數據建議前提下，使用較為合適的數值，應采用0.2%偏移應變和標準割線模量。偏移剪切強度白幾何圖例如圖 2所示。在設計上，其它的偏移剪切強度結合模量定義可能更適合 特殊的材料和應用。40 剪應力 t MPG20剪切應變（M）圖2模量和偏移強

8、度定義描述3.2.5 剪切強度M/（LT 2） , n-在純剪切條件下，一個材料在屈服點上的剪應力。3.3 符號A=試樣截面積CV=離散率di=凹槽間試棒的寬度d2=凹槽深度Fsu=測試方向上剪切強度Fu=測試方向上強度F0（補償）=給定一個初始的剪切變形和固定的模量，從起始變形位置開始，按固定的模量所畫切線和剪應力曲線的交點文案大全實用文檔G=測試方向上彈性部分剪切模量h=試棒總厚度L=試棒總長度n=每個試樣母體的試棒數P=測試試棒載荷Pf=屈服點上測試試棒載荷p max=測試試棒在屈服前極限載荷r=凹槽半徑Snl=給定性能試樣標準差w二試棒總寬度Xi=給定性能母體樣板中每個獨立試樣的測試結

9、果X=平均值Yz=工程剪切應變=通過應變儀位移傳感器測得的實際形變0=拉應力T=剪應力8二層同方向角度4.概括和測試方法1.1 具有對稱加載中心的 V字型矩形平面材料試樣， 如圖3所示，被加緊在加載儀器的兩個試樣夾頭上（固定夾頭如圖4所示），示意圖如圖5所示，關于儀器方面的更詳細操作可以參考美國材料實驗協會標導致試樣在字型準附錄ADJD7078。當在力學測試儀器上加載力時，這個試樣夾頭會傳遞剪應力給試樣,凹槽部位發生破壞。文案大全實用文檔名義試樣尺寸d1= 31.0mmd2=12.7mm h=按要求 L= 76.0mmr=1.3mmw=56.0mmV型草軌道剪切測試試樣簡圖圖4有試樣和墊塊的部

10、分裝配圖1.2 試樣與&著V字型凹槽口對著加載力的方向插入到兩個試樣夾頭內。兩個相同的試樣夾頭在裝置了應力監視器的測試機器上產生變形。兩個試樣夾頭之間的相對位移將會在試樣字型凹槽內產生剪應力。1.3 試樣的凹槽凹槽會影響剪應變比無凹槽試樣更均勻分布在試樣中心部位。由于試樣寬度的降低，平均剪應力相對無凹槽試樣有所提高。5 .意義和使用5.1 這篇剪切測試設計是用來獲得剪切性能數據用于材料規格、研發、質量保證和結構的設計分析。依靠材料坐標系和加載方向之間的位置關系可以得出材料的層間剪切和面內剪切。影響剪切反應的因素需要記錄下來，包括：材料、材料準備和鋪層方法、試樣堆積順序、試樣準備、試樣狀

11、態、測試時環境條件、試樣纖維排列和夾持、測試速度、溫度下的時間、試樣空隙程度、增強材料體積含量。5.2 各向異性材料的性能可以通過六個可能的剪切平面得到，通過把試樣按不同要求放置（1-2或2-1,1-3或3-1, 2-3或3-2）。對于一個給定的試樣，只能評估一個剪切平面。按照測試方向，這個試樣可以得到以下性能：5.2.1 剪切應力和工程剪切應變的比5.2.2 極限剪切強度5.2.3 極限工程剪應變5.2.4 割線剪切彈性模量5.2.5 過渡應變文案大全實用文檔6 .影響因素6.1 材料和試樣的準備工作，材料制備操作不好、纖維取向不對、不合適的實驗操作對試樣造成的破壞， 可以導致復合材料數據偏

12、差較大。6.2 彈性模量測試，這篇文章剪切模量計算是在假設凹槽試樣兩端之間的剪應變和剪應力均勻的前提下得到的。實際均勻度依賴于材料的異向性，應力加載方向和凹槽幾何尺寸（凹槽角度、凹槽深度和半徑）。參考如圖六所示纖維的方向， 詳細的應力分析顯示出在 0。方向試樣產生的彈性模量數值偏高 （高出碳纖 維環氧樹脂5-10%）,而0/90方向上測得相對準確的彈性模量。 另外，應力分析顯示在土 45°鋪層占25%-100 %范圍層合板體的模量相對準確。6.3 試樣幾何尺寸修正，凹槽幾何尺寸（角度、深度和半徑）的改變影響著凹槽口之間剪應力剪應變分 布的均勻性。凹槽的尺寸和材料各向異性程度的建議還未

13、發展完全。因此，采用簡單的凹槽幾何尺寸。在提高特定材料和層合板的剪應力剪應變能均勻分布的前提下，凹槽的角度、深度和半徑的改變是可以接受的，當實驗報告中明顯標明出了尺寸的改變量。6.4 加載的偏心，當試樣在加載時可能會發生扭轉，影響強度特別是彈性模量值。扭轉可能是因為夾具 的精度偏差、試樣尺寸偏差，或者由于試樣固定時不合理安裝在固定夾上。建議每組試樣至少用一個試件在試件兩側貼2-element應變片來測扭轉度。從兩側的數據代替剪切模量來估算扭轉程度，把G.和Gha b帶入公式|（Ga -Gb ）/（Ga +Gb 100,估計工程剪應變為 0.004。如果扭轉的總量超過 3%,那么試樣就 要求檢測

14、造成扭轉的原因，并且做出必要的修正。如果扭轉不明顯或不能做合理的修正，那么剪切模量可以通過取各個兩側應變片應變平均值來確定。6.5 確定破壞，參考如圖 6中纖維的方向標準：文案大全實用文檔圖6V型槽剪切試樣纖維方向6.5.1 0 °單向試樣一一利用0。單向試樣是不推薦的，因為他們產生的剪切模量太高（高出碳纖維環氧樹脂5-10%）。0。單向試樣會在凹槽底部產生明顯的裂縫，導致在極限破壞前加載力的下降（5-10%極限應力）。伴隨著凹槽底部小裂縫引起的應力下降是不考慮在加載破壞中的。而加載導致在測試部位的 破壞側是考慮為加載破壞的。6.5.2 90°單向試樣一一利用 90。單向試

15、樣是不推薦的，因為試樣沒有增強纖維橫跨兩個加載夾頭之 間寬度。因此，試樣在加載到測試夾頭上時就發生了破壞。6.5.3 90 °織布或者纖維試樣一一在加載過程中可以達到的剪切破壞加載可能會比極限加載小。對 于這種層合板，纖維可能在破壞過程中伴隨有旋轉，隨后纖維在加載過程中承擔大部分載荷。在這種情 況下，剪切加載破壞經常可以結合觀察測試截面和載荷下降，或者在應力位移曲線中產生突變來發現。6.5.4 ±45。至少占25 %的試樣一一高剪切強度軌道剪切試樣，特別是薄的試樣，在加載時可能會 產生彎曲。彎曲可以通過加載過程中兩個相反試樣表面的應變測量儀數據差超過10 %來判定。試樣彎曲

16、狀態測得的數據不能代表材料的剪切性能。模量測試中要確定在模量測試范圍內試樣沒有發生彎曲。強 度測試要保證剪切強度沒有受試樣彎曲影響。彎曲破壞是不能夠判定最大剪切強度的。6.5.5 分層是含大量土 45。纖維的層合板的另外一種破壞類型，相比于前面提到的整體試樣彎曲破壞來講，該破壞反應出土 45。層的不穩定性，這是因為纖維受壓縮應力而不是先前所講的整體試樣失穩破 壞。另外，分層可能是由于在剪切加載下多向層合板產生的層間導致的。由于分層導致的不同的應變儀 讀數差別是不容易察覺的，但是破壞可能是由于分層導致的而非纖維斷裂引起的。但是這種破壞可以通 過纖維層分離而不是纖維斷裂確定下來。7 .儀器7.1

17、%微計一一測微計具有名義直徑的雙球界面4- 5mm0.16-0.20。測微計具有平面夾頭表面可以用來測定試樣的寬度。儀器的精度必須達到試樣厚度和寬度的1%。對于一般的試樣尺寸，測量厚度的儀器的精度為±2.5Nm ±0.0001in就足夠了，寬度精度側要達到 ±25 Nm ± 0.001in就足夠了。7.2 扭力扳手一一用于測量螺釘扭矩，是否在要求扭力值范圍內。7.3 角度測量儀。測試凹槽角度，具有精度±1°o7.4 半徑測量儀。測頂凹槽半徑，具有±2.5mm ±0.01in。文案大全實用文檔7.5 測試機。測試機應

18、該滿足標準E4并且滿足下面條件：7.5.1 測試機頭。測試機頭必須具有一個固定頭和一個移動頭。7.5.2 動力器。測試機的驅動儀必須能夠傳給可移動頭一個可以控制的固定速度，并且可移動頭的速度可以通過11.3 闡述的方法測得。7.5.3 力傳感器。測試機的力傳感器儀需要能夠顯示加載在測試試樣上總的加載力的數值大小。這個儀器需要在固定速度加載下解除初始延遲，并且能顯示的加載力具有超過加載力范圍，具有加載力1的誤差精度。備注2：在同一個測試里的大范圍數據范圍內獲得準確的載荷數據，如同時需要彈性模量和極限載荷，需要對載荷原件和它的刻度有嚴格要求。對于某一中設備需要一個特殊的刻度。對于某些材料和載荷原件

19、，同時準確測得彈性模量和極限強度是不可能的。每一個試樣的測試，可能需要使用不同的載荷原件分別測試，來測量強度和模量。7.5.4 夾頭。使用的夾頭應該具有兩個橫桿夾具部分如示意圖5 所示，更多的儀器繪圖細節請參考美國國家材料協會標準附錄ADJD7078 。 每個夾具都包含一個上部橫桿和兩個附著在夾具表面上的高摩擦系數熱涂膜。三個螺釘給每個夾具平面提供壓力，確保試樣在加載過程中的安全。另外的兩塊間隙物，用來確保試樣固定在夾具上，如圖4 所示。7.5.5 測試機的連接。兩個測試機頭應該能夠靈活連接到V 字型凹槽橫桿剪切夾頭。如果需要，在兩個頭之間，其中一個表面應該能夠解除較小的誤差，如普通的節點。7

20、.6 應變測試儀。連結電阻應變測試儀用來測試應變。至少需要兩個位于試樣凹槽兩端樣板之間的測試元件。測量元件必須按在如圖六所示±45 °位置。如果考慮試樣的扭轉，試樣兩面貼的測量元件必須同時測量，修正第六節討論的可能存在的試樣扭轉。從兩個測量元件上輸出的數據能夠獨立監視，并隨測試過程累積。并且每個測量元件按半橋方式接起來，以便將兩個元件上測得的數據加合起來，因此能夠直接得到工程剪應變。7.6.1 連結電阻應變測試計選取，應變測試選取基于測試材料類型。一般對于單一層合板推薦測試長度差為 1.5mm0.062in 。 對于一些紡織織物層合板來說要使用更大型的應變片。當應變測量元件

21、裝在加載軸的±45°位置時，測量元件的寬度不超過剪切均勻分布區域(見備注3) 。應變標度規則應該遵守測試方法E251。應變測量計推薦具有大約3%小應變范圍(工程剪應變6%)。當測試紡織纖維層合板的時候，測量計選取應該考慮測量計的工作長度至少和織物特性重復單元一樣大。某些復合物應變測量計使用指導如：一般參考參照Tuttle和Brison。使用在紡織纖維層合板的應變計選取指導參照指導D6856。備注3: 一般應變片應該有1.65mm (0.062in.) -3.125mm (0.125in.)的工作應變長度，350Q電阻，應變速率為3%或更高，有合適的熱膨脹系數和環境適應性。7

22、.6.1.1 按照指導E1237 進行纖維增強復合材料表面處理會穿透基體材料并對增強纖維造成損壞，產生不合適的試樣破壞。增強纖維在準備過程中不能暴露在外或者受到破壞。應變測量計生產商應該考慮表面處理導，推薦復合材料使用的膠粘劑。直到發展出一系列應變測量片的安裝和FRP 表面處理的標準操文案大全實用文檔作。7.6.1.2 選取測量計時選取具有大電阻的測量計，減少傳熱系數低的材料引起的熱效應。優先考慮使用350 c以上的電阻。另外維持測量計工作并能符合精度要求的最小電壓需要給定，一般推薦使用1-2V電壓，減少測量計的能量損耗。測量計產生的熱量，會直接影響實驗性能顯示的結構不符合材料實際性能， 也可

23、能會影響在測量計位置試樣的應變值，在材料在應變儀溫度偏移因素和材料的熱膨脹系數條件下。7.6.1.3 推薦考慮某些形式的溫度補償，甚至是在標準大氣溫環境實驗室里。在沒有周圍溫度環境下的測試需要考慮溫度補償。7.6.1.4 需要考慮選取測量計的傳遞靈敏度。生產廠家需要考慮傳遞靈敏度的標準及復合材料的影響。7.7 調理室，控制材料在非實驗室環境下，控制溫度濕度環境水平的調理室需要能夠控制溫度差在土 3C±5F,濕度差控制在 3%范圍內。調理室控制可以在自動連續或者在手工基礎區間上顯示。7.8 環境測試室，環境測試室要求測試環境和周圍實驗室條件。這個測試室要能夠保持試樣測試部位 在實驗過程

24、中達到實驗測試需要。8 .樣品和測試試樣8.1 樣品，每組測試條件至少需要5根試樣除非能夠從少于5根試樣中得到準確的結果，譬如設計實驗。統計重要的數據，參考 E122指導過程中的概要。敘述樣品工藝方法。8.2 幾何尺寸，特殊試樣具有 V字型凹槽對稱中心的矩形平面。由于薄試樣在剪切實驗破壞中更容易 發生彎曲，規范要求使用層合板至少具有1.3mm0.050in厚度。厚度較厚的試樣，特別是45°層含量較高的試樣，剪切強度可能會超過測試機器夾具夾緊能力。強制性要求在8.2.1中有描述。不要求的參數規則在8.2.2中有討論。8.2.1 試樣要求8.2.1.1 形狀、尺寸、偏差和結構。實驗要求的

25、試樣形狀、尺寸、偏差在圖 7 (SI)和圖8 (inch-pound) 中描述。如果要求調整凹槽角度為90° ,凹槽深度為12.5mm0.50in,凹槽半徑為1.3mm 0.050in以達到特殊材料要求也是可以的，但是這些值中的某個量發生偏差時，都要按實驗要求記錄下來，并且偏差 標準在這些特性上依然可以使用。如第6節討論，0/90復合方向試樣的彈性模量比0°或者90°單一方向的試樣判斷更加準確，剪切強度具有較小的偏差。文案大全實用文檔備注：按照ANSIY 4.5M-1982來闡述圖7,并服從下述情況:(1) 所有尺寸以mm表示，而且保留小數情況如下：沒小數的0.X

26、0.XX士3士1士0.3(2) 所有角度的偏差為土 0.5o(3) 層的方向相對于一A一或一B-的偏差在土 0.5o內(4) 切割邊的打磨不超過1.6，。V型槽打磨不超過0.8,(象征符按ANSI/ASME B46.1-1985有大致的m消度)(5) 為材料、鋪層和相對于-A-的層的方向以及試樣厚度提供數據，并服從圖7所述的范圍圖7 V型槽軌道剪切試樣草圖(國際單位制)圖8 V型槽軌道剪切試樣草圖(英制)8.2.2特殊推薦8.2.2.1 試樣厚度一一試樣的厚度范圍由使用者機動選取。但是如果可能，試樣的厚度要求保持在 2-5mm0.080-0.200in范圍內。1.3 材料方向，演示材料如圖1定

27、義的六個剪切面的剪切實驗時，選取合適的層合板方向，其中纖維和機器方向如圖9所示。備注5：如1和2軸所在平面內的1-2平面，1-方向代表試樣的長度方向(圖9中的X-方向)。文案大全實用文檔13圖9材料平面取向1.3.1 1-2和2-1的剪切性能。材料在 1-2和2-1平面的性能對于層合板是面內性能，測試這些性能的 試樣可以從0。n、90。n或者0。/90。n的層合板取樣，0。方向既可以沿著試樣長度方向（圖 9的X 軸方向），又可以沿著加載方向。但如 6.2和6.5中討論的，單一 0。或90。方向層合板是不推薦的。1.3.2 1-3和2-3的剪切性能一一材料1-3和2-3平面的性能對于層合板來講是

28、層間性能。測試試樣可以從厚度為56mm2.20in樣板的0° n或90° n層合板取樣。厚層合板的加工方法可以有多種。加工工序1.3.2.1 和8.3.2.2是可接受的。由于膠粘劑會影響結果，加工工序8.3.2.3只在以上兩種不能用的情況下使用。8.3.2.1 采用單一的操作來制作最終厚度的板材。8.3.2.2 結合2種或2種以上操作方法完成最后層合板厚度，使用測試截面的預先層合板厚度大于31mm1.20in，比對稱黏結在56mm層合板兩側的添加層合板厚度大。8.3.2.3 結合有2種或者更多操作方法，使用均勻的薄層膠粘劑，用最小數量的預先固化好的層合板完 成厚度為56mm

29、2.20in面板厚度。備注6：穿過槽口截面的膠粘劑數量和厚度以不影響測試數據為宜，橫穿截口截面的所有膠粘劑的累積厚度應不小于試樣 槽口之間寬度的5%。1.3.3 3 -1和3-2剪切性能。材料3-1和3-2平面的性能對于層合板是層間性能。測試改型能的試樣為0 ° n或90。n層合板取樣，按如下方法準備：粘接預先固化好的多個層合板，測試區域采用的預先固化好的 層合板厚度要求越厚越好（最好超過試樣截面的寬度，至少要求6mm0.25in）,要求在兩側對稱粘貼相同材料的層合板來使總長度達到76mm3.0in。1.4 試樣準備文案大全實用文檔1.4.1 面板制造控制纖維排列順序是關鍵。不合適的

30、纖維排列方式會影響測試性能。不穩定的纖維排列方式同樣會增加偏差系數。制造方法需要進行記錄。1.4.2 加工方法試樣制備是特別重要的。試樣可以澆鑄以防止邊緣和切邊效應或從平板上切下來。如果是從平板上切下來的，做好預備工作防止由于不合適的加工方法引起的碎裂、打孔、割裂、表面粗糙或分層現象。用水潤精鋸法、車銑法、打磨法得到最終要求尺寸。對于許多材料來說使用金剛鉆頭被認為使極為有效的加工方法。邊緣要求平滑，偏差在規定范圍內。1.4.2.1 凹槽加工凹槽加工過程中要避免分層的試樣。用虎鉗夾住試樣，并在背部加一塊偽試樣，可以避免加工過程中分層。機器加工時要凹槽加工必須包括精確加緊試樣精確測量。1.4.3

31、標簽試樣標簽必須方便試樣之間辨別，并能追蹤到未加工材料，并用一種既不會在測試過程中破壞又不會影響測試的方法。9 .刻度9.1 所有測量儀器的精確度應該有在當前使用儀器情況下具有刻度保證。10 .條件10.1 樹脂基復合材料，除非報告要求不同的測試環境，測試試樣的條件要求符合過程C 和測試方法D5229/ D5229M ,并且在標準實驗環境下（溫度為23± 2C 73.4 ± 3.6 °F 相對濕度為50±10%）。10.2 非樹脂基復合材料，不需要環境要求。11 加工步驟11.1 在實驗前設定好參數：11.1.1 樣品試樣剪切方法，試樣類型和幾何尺寸，調

32、節滑動（如果要求）。11.1.2 剪切性能和數據報告格式要求。備注7：特殊的材料性能、精確度、數據報告要求必須在測試前予以確定，以選擇合適的儀器和數據記錄設備。預先也要評估運行應力和應變程度，以選擇合適的應變片、設備刻度和設備備件。11.1.3 測試的環境參數調整11.1.4 如果需要，樣品工藝方法、試樣尺寸、測試參數來確定密度和增強體的體積含量。11.2 總體說明11.3 .1 記錄任何偏離于本標準的偏差，無論是有意的還是無意的。11.2.2 從同一小組樣品剪切測試中得到的，如果有報告中要求有比重、密度、纖維體積含量或孔隙率，這些性能的試樣都必須從剪切測試樣板中取樣。比重和密度可以通過測試方

33、法D792 來測試。成分的體積含量可以通過試驗方法D3171 中的基體消耗程度獲得，對于某一種玻璃和陶瓷增強材料，使用測試方法D2584 基體燒蝕方法。測試方法D2734 的孔隙率方程在測試方法D2584 和基體消耗方法忠都是可行的。11.2.3 在任何條件下，在剪切測試實驗之前，測試記錄試樣凹槽之間的寬度d1 ,精確到25um 0.001in ，試樣的凹槽部位厚度h ，精確到2.5 um 0.0001in 。并計算截面積：文案大全實用文檔A = d1 h22記錄試樣截面部位面積，A的單位為mm in 。確定試樣凹槽角度、深度、半徑滿足偏差要求。11.2.4粘貼應變計，使得應變片方向于加載軸和

34、槽的中心線成+45°和-45°角。11.3 測試速度 設置試驗的速度，使得測量儀部位的應變速率達到一個穩定的數值。如果在實驗機器不能控制應變，必須反復監視和調整載荷速度以獲得相對穩定的應變速率，該速率通過應變響應于時間的比較來判斷，調整加載速度，使應變速率近似達到恒定。選擇應變速率使得破壞時間為1-10分鐘。如果材料的最終應變不能夠合理的估算，用標準速度來執行測試直到得出最終材料的應變和體系的順從性， 然后應變速率也可以調節了。推薦的標準速度如下：11.3.1 控制應變實驗 一標準工程剪應變速率為 0.01/min。11.3.2 夾頭恒定速度實驗 一標準的夾頭位移的速率為2

35、mm/min0.05in/min。備注8：使用順從性高的試驗設備上采用固定的夾具速率會導致應變速度比需要的低很多。11.4 測試環境一放置試樣在要求的濕度下，如果可以，要求相同的液體暴露條件測。然而，常規測試 設備環境箱不能滿足潮濕試樣環境高溫測試。在這些測試環境下，要改變力學測試條件。譬如，在無液 體暴露控制條件下高溫測試，但是對從環境箱里撤回到實驗破壞時間具有特殊限定。改變實驗條件需要 記錄。11.4.1 如果測試區域環境與放置的環境不同時，需要將試樣一直放在放置環境條件下直到實驗的時候。11.5 試樣裝入和應變儀連接。11.5.1 連接測量儀一一將試樣的應變片連接到數據獲得電路圖，并且執

36、行初步需要的刻度。備注9：最為理想的，但不是必須的，使能夠在裝佯過程中觀察應變儀反映，以減少試樣不理想的預載。11.5.2 載荷清零一一核對加載單位刻度并且清零加載。加載的載荷力應能載在裝樣時被觀察到，降低 試樣不必要的預載。11.5.3 檢查夾具一一檢查夾具的夾具螺釘和夾栓和連接栓，分析夾緊部位的磨損。修正夾具處的不足 點。所有螺釘螺紋和夾具螺紋必須干凈并且潤滑。建議使用粉末狀的石墨做潤滑物。油會在夾具表面擴 散，在隨后加速實驗過程中會加速累積。檢查夾具表面確保沒有損壞，不受外面物體束縛。檢查夾具表 面上一次試樣留下來的殘渣。如果需要，清潔夾具表面。一般建議使用青銅絲刷子來清潔夾具表面的殘

37、渣。11.5.4 放松夾具螺釘。調整兩個夾具螺釘的寬松度，保證試樣厚度能夠順利裝入夾具平板之間的凹槽。11.5.5 把試樣插入半邊夾具內，將試樣寬松放置在這半邊夾具內，在空隙內填入墊塊，調整應變儀導 線。墊塊的末端必須固定，確保物塊能夠安全固定在半邊夾具上。調整半邊夾具上的三個螺釘，使得試 樣能夠處在劃線標記的中心位置。手動夾緊另外半塊夾具的三個螺釘，輕輕夾緊試樣。確保試樣凹槽能 夠平行于墊塊，如圖 10所示。擰緊每個螺釘，達到螺釘最大夾緊力距的1/2數值大小。最終再將螺栓夾緊到夾具力矩。螺釘的力矩一般為55N-m40 ft-lb。文案大全實用文檔備注10:需要的螺栓力矩可能隨測試試樣材質和厚

38、度的不同而不同。對于一般試樣厚度范圍內的大部分材質試樣，力矩 偽4555N-m就足夠了。如果一個給定的試樣的力矩太小，試樣可能會再夾塊表面滑移，如果力矩太大，高的鉗力會導致 試樣過早破壞。因此，適合采用阻止試樣滑移所需的最低力矩。在測試陌生材料之前這可能需要幾次試驗才能得出。但是， 螺栓力矩可接受范圍是比較廣的。圖10定位試樣用的墊塊11.5.6 零應變測量儀一一當試樣插入半個夾具時將應變測量顯示器上的數據清零。11.5.7 將試樣插入另外半個夾具內一一把第二個半塊夾具放置到試樣上。如圖 11所示，兩個墊塊用來 定位試樣的方向，第一個夾塊里所用的用來定位試樣方向的兩個墊塊是用來定位第二個夾塊的

39、方向以及使兩個夾塊之間有合適的空間。有時為和接觸到第二塊夾具，需要放松夾具終端墊塊。夾具終端墊塊必須重新夾緊以確保夾塊和夾具接觸貼緊。螺釘的夾緊方式如第一個軌道夾緊方式。圖11最終夾具定位用的墊塊11.6 固定裝置一一將兩個夾具固定在機器上下兩端夾頭上。如示意圖上所示的適配器是可隨意選用的 并且與測試機器有關。備注11:本測試是具有固定端和移動端的測試儀器的拉伸測試。但是本試驗方法并不要求使用垂直測試設備。為了設備 描述更加容易，假設使用的是垂直測試儀器。設備移動端相對預固定斷端的位置、或者載荷轉換器裝在那一端都不是重要 的。11.7 移除墊塊一一移除固定終端墊塊的螺釘。此時每個墊塊必須能夠從

40、夾具上自由滑動出來。11.8 加載一一在試樣上加載一定速率的載荷直到破壞，同時記錄數據。11.9 數據記錄一一連續或者以一定頻率記錄載荷 -應變、或載荷-夾頭位移。如果觀察到載荷 -應變或者 載荷-位移發生非連續變化或者開始出現層破壞，記錄這點的載荷、應變和破壞方式。如果在5%應變范圍內還沒有發生最終破壞，則截取這個點上的數據。加載的破壞闡述在第6部分。文案大全實用文檔11.10 破壞方式一記錄試樣的破壞方式和位置。12結論12.1剪應力/極限強度一一根據方程2計算出極限強度，用三位有效數據法記錄。如果要求計算剪切模量，那么需要根據方程 3計算給定點上的剪應力。 u u .F = P / A(

41、2)& = P / A(3)其中Fu表示極限強度，單位為MPa psi;Pu表示極限應力和5%工程應變處載荷兩者之間小的值，單位為 N lbf;卻表示第i個點上的剪應力，單位為 MPa psi;Pi表示第i個點上的載荷，單位為 N lbf;2 一 2A表不如11.2.3所述的截面面積，單位為 mm in 。12.2剪應變/極限應變一一如果要計算剪切模量或極限應變，那么需要根據方程4確定每個要求記錄點的+45。和-45。應變片顯示的工程剪切應變量。 極限工程剪應變根據方程 5來確定。用三位有效數據法記 錄。4 =名他+名書5(4)尸u =min(極限應變，5%)(5)其中工 表示第i個點

42、上的工程剪應變，單位為此。5表示第i個點上45-方向的正常應變，單位 為此名45表示第i個點上-45-方向的正常應變，單位 為此尸u極限工程剪應變，單位 為此1.1.1 切彈性模量備注12：為了減少扭轉的潛在影響，推薦確定彈性模量所用的應變值為第6節所討論的試樣兩邊應變片顯示的應變的平 均值。12.3.1 極線剪切彈性模量一一根據方程6計算割線剪切彈性模量，使用4000 土 200 Ne工程剪應變范圍，并以1500 -2500 口總的應變范圍作為初始點。如果不能在應變范圍內的終點不能取值，那么就使用 最近點上可以使用的數據來代替。用三位有效數據記錄割線剪切彈性模量。同樣也需要記錄計算中用到 的

43、應變范圍。割線剪切彈性模量的圖解如圖2所示。Gchod =-/(6)其中Gchod表示割線剪切彈性模量，單位為 GPa psi；文案大全實用文檔At 表示兩個應變點上的應力差；N 表示兩個工程剪應變的差（一般為4000N名）。12.3.2 剪切彈性模量（其它定義）一一其它定義的剪切彈性模量根據使用者自己的判斷來評估和記錄。如果得到和列出這些數據，也要列出使用的評估方法。數據以三位有效數記錄。 測試方法E 111提供了彈性模量確定的另外指導說明。備注13：如另一種模量定義是呈現理想的雙線性應力-應變行為的第二割線彈性模量。1.1.2 移剪切強度一一通過從初始點沿應變軸移動割線剪切彈性模量線到一個給定的應變值，延長模 量線至與應力一應變曲線相交的點，確定偏移剪切強度。確定交點上的剪切強度記錄下這個數據，偏移剪切強度的公式如下:F 0(0.2%補償)=28Mpa;12.5