1連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料室溫開孔拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)方法本文件規(guī)定了室溫下測(cè)定連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料開孔拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)方法。本文件適用于單向、雙向和多向連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料沿某一增強(qiáng)方向拉伸強(qiáng)度的測(cè)定。本方法用于材料表征和篩選，或用于確定和設(shè)計(jì)帶孔部件的許用應(yīng)力。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(duì)應(yīng)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(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)第1部分：拉力和（或）壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)力系統(tǒng)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)（GB/T16825.1—2022，ISO7500-1：2018，IDT）3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件：3.1標(biāo)距gaugelengthL0通過從樣品總長(zhǎng)度中減去樣品兩邊夾具長(zhǎng)度得到的長(zhǎng)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(yīng)變tensilestrainε用應(yīng)變片在樣品表面給定位置測(cè)量的應(yīng)變。3.4最大拉伸載荷maximumtensileforceFm樣品拉伸至失效時(shí)記錄的最高載荷。3.5開孔拉伸強(qiáng)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(jié)構(gòu)部件中對(duì)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(duì)帶有特定尺寸圓孔的樣品進(jìn)行拉伸加載試驗(yàn)，記錄載荷-形變量曲線，根據(jù)最大拉伸載荷計(jì)算樣品開孔拉伸強(qiáng)度。5儀器5.1試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)機(jī)傳感器應(yīng)符合GB/T16825.1規(guī)定的1級(jí)或優(yōu)于1級(jí)。5.2加載裝置和夾具加載裝置由活動(dòng)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(jī)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(zhuǎn)載荷。加載裝置應(yīng)使樣品軸與施力方向?qū)R，而不會(huì)在樣品上產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)載荷。夾具應(yīng)施加足夠的側(cè)向壓力，以防止夾具面和樣品之間的滑動(dòng)。夾具用于夾緊和裝載樣品。夾塊可防止試樣滑動(dòng)。夾具必須將樣品軸與施加力的軸對(duì)齊。檢查樣品和加載裝置之間的對(duì)齊程度（見參考文獻(xiàn)[1]）。23圖1平面鍥形夾具示意圖5.3應(yīng)變測(cè)量應(yīng)變片測(cè)量樣品加載方向的變形量和外加應(yīng)力的關(guān)系。如果在測(cè)試前，檢查了樣品和加載裝置的對(duì)齊程度，則可以忽略對(duì)每個(gè)樣品的應(yīng)變測(cè)量?？捎脩?yīng)變片驗(yàn)證樣品的對(duì)齊情況。它們可用于測(cè)量測(cè)試過程中的縱向變形。在這兩種情況下，應(yīng)變片的長(zhǎng)度應(yīng)使其不受樣品表面局部特征的影響（如纖維交叉）。應(yīng)確保應(yīng)變讀數(shù)不受表面處理和所用粘合劑的影響。原則上，對(duì)于雙向和多向纖維增強(qiáng)的陶瓷基復(fù)合材料，應(yīng)變片的長(zhǎng)度為復(fù)合材料編制單元尺寸的2倍以上。5.4數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)可使用校準(zhǔn)的記錄儀來記錄樣品的載荷-形變量曲線。5.5尺寸測(cè)量裝置應(yīng)使用符合GB/T1216規(guī)定的千分尺測(cè)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(yīng)為6×d?！獙?duì)于設(shè)計(jì)如圖3所示的具有對(duì)齊孔部件的許用應(yīng)力，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)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(yīng)為6d。如果T<6d，樣品寬度(b)應(yīng)為T/2。從表面狀態(tài)區(qū)分，樣品分為兩類：—制造好的樣品只有長(zhǎng)度和寬度被加工到規(guī)定的尺寸。在這種情況下，樣品的兩面可能呈現(xiàn)不規(guī)則的表面，而兩個(gè)邊緣呈現(xiàn)規(guī)則的加工表面?！獧C(jī)加工樣品，樣品的長(zhǎng)度和寬度以及兩個(gè)試驗(yàn)面經(jīng)過加工，并呈現(xiàn)出規(guī)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(xiàng)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(duì)齊孔拉伸樣品示意圖，T為結(jié)構(gòu)部件中孔之間最小距離7樣品制備7.1樣品加工當(dāng)從制造成品材料板上取樣時(shí)，應(yīng)注意將樣品軸與所需的纖維加載軸對(duì)齊。應(yīng)建立并記錄避免損壞材料的加工參數(shù)。在樣品制備過程中，應(yīng)遵守這些參數(shù)。7.2樣品數(shù)量5至少需要5個(gè)有效的試驗(yàn)結(jié)果（見9.6）。8試驗(yàn)條件試驗(yàn)的溫度和相對(duì)濕度應(yīng)分別為23℃±2℃,50%±10%。9試驗(yàn)步驟9.1位移或載荷速率在恒定位移或載荷速率下進(jìn)行試驗(yàn)，使樣品在10s至60s之間失效。應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中說明位移或載荷速率。9.2樣品尺寸的測(cè)量應(yīng)在樣品中心和距離中心15mm的兩個(gè)位置測(cè)定橫截面積，測(cè)量精度應(yīng)為±0.01mm，計(jì)算算術(shù)平均值。9.3應(yīng)變測(cè)量在距離圓孔中心15mm處的樣品兩側(cè)粘應(yīng)變片，以查明彎曲載荷。9.4彎曲載荷在拉伸試驗(yàn)過程中，試樣可能會(huì)發(fā)生彎曲。為了確定試驗(yàn)的有效性，有必要驗(yàn)證在試驗(yàn)條件下沒有發(fā)生彎曲。每次都應(yīng)進(jìn)行這種驗(yàn)證。如果在測(cè)試前根據(jù)CEN/TS15867檢查了樣品和加載裝置的對(duì)齊情況，則可以跳過該步驟。如在應(yīng)力應(yīng)變曲線線性部分，樣品相對(duì)兩面的應(yīng)變值能滿足式（1）要求，則彎曲應(yīng)力是可接受的。式中：ε,——樣品前表面拉伸應(yīng)變；ε,,——樣品同一橫截面的后表面拉伸應(yīng)變。對(duì)于給定應(yīng)用中系統(tǒng)出現(xiàn)過度彎曲，應(yīng)重新調(diào)整或修改。9.5裝夾樣品將樣品安裝在夾持系統(tǒng)或加載系統(tǒng)中，并保持其縱向軸線與試驗(yàn)機(jī)的軸線重合。應(yīng)注意不要引起彎曲或扭轉(zhuǎn)載荷?？稍跇悠穵A持區(qū)域粘結(jié)鋁、銅、玻璃纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料、紙板或其他材料做成的調(diào)整片。這些調(diào)整片對(duì)于軸線對(duì)齊和防止樣品在夾具內(nèi)斷裂非常有效。9.6試驗(yàn)步驟試驗(yàn)步驟如下：—載荷清零；6—應(yīng)變清零；—開始加載，并記錄載荷-形變量（或應(yīng)變）曲線；—記錄最大拉伸載荷和樣品斷裂位置。9.7試驗(yàn)有效性以下情況的試驗(yàn)無效:—未能確定和記錄試驗(yàn)條件；—不符合特定試驗(yàn)條件；—彎曲應(yīng)力狀態(tài)不符合9.4的要求；—樣品在夾具內(nèi)滑動(dòng)；—樣品在夾具內(nèi)斷裂；—未在樣品有孔區(qū)域斷裂；—剪切破壞。10結(jié)果計(jì)算10.1開孔拉伸強(qiáng)度根據(jù)公式（2）計(jì)算開孔拉伸強(qiáng)度。式中：Sm——開孔拉伸強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)對(duì)于系列樣品，計(jì)算平均值，標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)。式中：x——平均值，單位為兆帕（MPa）；x——實(shí)驗(yàn)值，單位為兆帕（MPa）；s——估算的標(biāo)準(zhǔn)偏差；n——樣品數(shù)量；Cv——變異系數(shù)，單位為百分比（%）。11試驗(yàn)報(bào)告測(cè)試報(bào)告應(yīng)至少包含以下內(nèi)容：a)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的名稱和地址；b)試驗(yàn)日期，報(bào)告每頁的唯一標(biāo)識(shí)，客戶名稱、地址和簽署人；c)采用的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)；d)樣品圖；e)樣品材料的詳細(xì)信息，包括材料類型、制造代碼、批號(hào)和纖維增強(qiáng)的方向等；f)試驗(yàn)參數(shù)，如標(biāo)距長(zhǎng)度，夾具系統(tǒng)或加載系統(tǒng)，應(yīng)變片種類，力傳感器等；g)加載位移速率或載荷速率；h)試驗(yàn)樣品數(shù)量和有效樣品數(shù)量；i)開孔拉伸強(qiáng)度的有效結(jié)果，平均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差；j)上面結(jié)果對(duì)應(yīng)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(jié)構(gòu)變化情況表A.1給出了本文件與ISO14603:2012的章條編號(hào)對(duì)照情況。表A.1本文件與ISO14603:2012的章條編號(hào)對(duì)照情況112233445566778899--9（資料性）本文件與ISO14603:2012的技術(shù)性差異及其原因表B.1給出了本文件與ISO14603:2012的技術(shù)性差異及其原因。表B.1本文件與ISO14603:2012的技