1連續纖維增強陶瓷基復合材料室溫開孔拉伸強度試驗方法本文件規定了室溫下測定連續纖維增強陶瓷基復合材料開孔拉伸強度試驗方法。本文件適用于單向、雙向和多向連續纖維增強陶瓷基復合材料沿某一增強方向拉伸強度的測定。本方法用于材料表征和篩選，或用于確定和設計帶孔部件的許用應力。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T1216外徑千分尺GB/T16825.1金屬材料靜力單軸試驗機的檢驗與校準第1部分：拉力和（或）壓力試驗機測力系統的檢驗與校準（GB/T16825.1—2022，ISO7500-1：2018，IDT）3術語和定義下列術語和定義適用于本文件：3.1標距gaugelengthL0通過從樣品總長度中減去樣品兩邊夾具長度得到的長度。3.2初始截面面積initialcross-sectionareaA0樣品的初始橫截面（不考慮孔）。3.3拉伸應變tensilestrainε用應變片在樣品表面給定位置測量的應變。3.4最大拉伸載荷maximumtensileforceFm樣品拉伸至失效時記錄的最高載荷。3.5開孔拉伸強度open-holetensilestrengthSm最大拉伸載荷與初始橫截面積之比。3.6孔間最小距離minimumdistancebetweenholesT結構部件中對齊排列孔之間的最小距離。4原理以恒定位移速率或加載速率對帶有特定尺寸圓孔的樣品進行拉伸加載試驗，記錄載荷-形變量曲線，根據最大拉伸載荷計算樣品開孔拉伸強度。5儀器5.1試驗機試驗機傳感器應符合GB/T16825.1規定的1級或優于1級。5.2加載裝置和夾具加載裝置由活動和固定橫梁、加載桿和夾具組成。如圖1所示，可以使用液壓或機械夾具。加載耦合裝置可用于將夾具連接到裝載桿，以防止彎曲和/或扭轉載荷。加載裝置應使樣品軸與施力方向對齊，而不會在樣品上產生彎曲或扭轉載荷。夾具應施加足夠的側向壓力，以防止夾具面和樣品之間的滑動。夾具用于夾緊和裝載樣品。夾塊可防止試樣滑動。夾具必須將樣品軸與施加力的軸對齊。檢查樣品和加載裝置之間的對齊程度（見參考文獻[1]）。23圖1平面鍥形夾具示意圖5.3應變測量應變片測量樣品加載方向的變形量和外加應力的關系。如果在測試前，檢查了樣品和加載裝置的對齊程度，則可以忽略對每個樣品的應變測量。可用應變片驗證樣品的對齊情況。它們可用于測量測試過程中的縱向變形。在這兩種情況下，應變片的長度應使其不受樣品表面局部特征的影響（如纖維交叉）。應確保應變讀數不受表面處理和所用粘合劑的影響。原則上，對于雙向和多向纖維增強的陶瓷基復合材料，應變片的長度為復合材料編制單元尺寸的2倍以上。5.4數據記錄系統可使用校準的記錄儀來記錄樣品的載荷-形變量曲線。5.5尺寸測量裝置應使用符合GB/T1216規定的千分尺測量樣品尺寸，精確到±0.01mm。6樣品板狀樣品的幾何形狀如圖2所示，推薦尺寸見表1。出于不同目的，可采用以下任一種樣品幾何形狀尺寸。—出于表征材料特性的目的，包括材料選擇，樣品寬度（b）應為6×d。—對于設計如圖3所示的具有對齊孔部件的許用應力，應根據結構部件中孔間最小距離(T)考慮兩種情況。如果T≥6d，樣品寬度(b)應為6d。如果T<6d，樣品寬度(b)應為T/2。從表面狀態區分，樣品分為兩類：—制造好的樣品只有長度和寬度被加工到規定的尺寸。在這種情況下，樣品的兩面可能呈現不規則的表面，而兩個邊緣呈現規則的加工表面。—機加工樣品，樣品的長度和寬度以及兩個試驗面經過加工，并呈現出規則的加工表面。厚度尺寸公差僅適用于加工樣品。表1開孔拉伸試樣的推薦尺寸單位為毫米項目偏差±0.05≥20×d_≥10×d≥5×d__aT：具有一排孔的部件上孔間最小間距（見圖3）圖2開孔拉伸樣品示意圖圖3帶有對齊孔拉伸樣品示意圖，T為結構部件中孔之間最小距離7樣品制備7.1樣品加工當從制造成品材料板上取樣時，應注意將樣品軸與所需的纖維加載軸對齊。應建立并記錄避免損壞材料的加工參數。在樣品制備過程中，應遵守這些參數。7.2樣品數量5至少需要5個有效的試驗結果（見9.6）。8試驗條件試驗的溫度和相對濕度應分別為23℃±2℃,50%±10%。9試驗步驟9.1位移或載荷速率在恒定位移或載荷速率下進行試驗，使樣品在10s至60s之間失效。應在試驗報告中說明位移或載荷速率。9.2樣品尺寸的測量應在樣品中心和距離中心15mm的兩個位置測定橫截面積，測量精度應為±0.01mm，計算算術平均值。9.3應變測量在距離圓孔中心15mm處的樣品兩側粘應變片，以查明彎曲載荷。9.4彎曲載荷在拉伸試驗過程中，試樣可能會發生彎曲。為了確定試驗的有效性，有必要驗證在試驗條件下沒有發生彎曲。每次都應進行這種驗證。如果在測試前根據CEN/TS15867檢查了樣品和加載裝置的對齊情況，則可以跳過該步驟。如在應力應變曲線線性部分，樣品相對兩面的應變值能滿足式（1）要求，則彎曲應力是可接受的。式中：ε,——樣品前表面拉伸應變；ε,,——樣品同一橫截面的后表面拉伸應變。對于給定應用中系統出現過度彎曲，應重新調整或修改。9.5裝夾樣品將樣品安裝在夾持系統或加載系統中，并保持其縱向軸線與試驗機的軸線重合。應注意不要引起彎曲或扭轉載荷。可在樣品夾持區域粘結鋁、銅、玻璃纖維增強聚合物復合材料、紙板或其他材料做成的調整片。這些調整片對于軸線對齊和防止樣品在夾具內斷裂非常有效。9.6試驗步驟試驗步驟如下：—載荷清零；6—應變清零；—開始加載，并記錄載荷-形變量（或應變）曲線；—記錄最大拉伸載荷和樣品斷裂位置。9.7試驗有效性以下情況的試驗無效:—未能確定和記錄試驗條件；—不符合特定試驗條件；—彎曲應力狀態不符合9.4的要求；—樣品在夾具內滑動；—樣品在夾具內斷裂；—未在樣品有孔區域斷裂；—剪切破壞。10結果計算10.1開孔拉伸強度根據公式（2）計算開孔拉伸強度。式中：Sm——開孔拉伸強度，單位為兆帕（MPa）；Fm——最大拉伸力，單位為牛（N）；A0——樣品的初始橫截面(不考慮孔)，單位為平方米（m2b——樣品平均寬度(不考慮孔)，單位為米（mh——樣品平均厚度，單位為米（m）。10.2平均值，標準差和變異系數對于系列樣品，計算平均值，標準差和變異系數。式中：x——平均值，單位為兆帕（MPa）；x——實驗值，單位為兆帕（MPa）；s——估算的標準偏差；n——樣品數量；Cv——變異系數，單位為百分比（%）。11試驗報告測試報告應至少包含以下內容：a)測試實驗室的名稱和地址；b)試驗日期，報告每頁的唯一標識，客戶名稱、地址和簽署人；c)采用的標準號；d)樣品圖；e)樣品材料的詳細信息，包括材料類型、制造代碼、批號和纖維增強的方向等；f)試驗參數，如標距長度，夾具系統或加載系統，應變片種類，力傳感器等；g)加載位移速率或載荷速率；h)試驗樣品數量和有效樣品數量；i)開孔拉伸強度的有效結果，平均值，標準偏差；j)上面結果對應的所有樣品的斷裂位置；其他信息。8（資料性）本文件與ISO14603:2012相比的結構變化情況表A.1給出了本文件與ISO14603:2012的章條編號對照情況。表A.1本文件與ISO14603:2012的章條編號對照情況112233445566778899--9（資料性）本文件與ISO14603:2012的技術性差異及其原因表B.1給出了本文件與ISO14603:2012的技術性差異及其原因。表B.1本文件與ISO14603:2012的技