标准搜索结果: 'GB/T 1458-2023'
| 标准编号 | GB/T 1458-2023 (GB/T1458-2023) | | 中文名称 | 纤维缠绕增强复合材料环形试样力学性能试验方法 | | 英文名称 | Test method for mechanical properties of ring of filament-winding reinforced composites | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | Q23 | | 国际标准分类 | 83.120 | | 字数估计 | 18,142 | | 发布日期 | 2023-09-07 | | 实施日期 | 2024-04-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 1458-2008 | | 起草单位 | 哈尔滨玻璃钢研究院有限公司、哈尔滨石油学院、北京玻钢院检测中心有限公司、黑龙江省科学院石油化学研究院 | | 归口单位 | 全国纤维增强塑料标准化技术委员会(SAC/TC 39) | | 提出机构 | 中国建筑材料联合会 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 1458-2023: 纤维缠绕增强复合材料环形试样力学性能试验方法
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 1458-2008
纤维缠绕增强复合材料环形试样
力学性能试验方法
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
1 范围
本文件规定了纤维缠绕增强复合材料环形试样力学性能试验的方法原理、试样制作、剪切试验、拉
伸试验和试验报告。
本文件适用于测定单向纤维缠绕增强复合材料环形试样的层间剪切强度、拉伸强度、拉伸弹性模
量、纤维拉伸强度,以及纤维缠绕增强复合材料管的环向拉伸强度。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 1446 纤维增强塑料性能试验方法总则
GB/T 2577 玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法
GB/T 3855 碳纤维增强塑料树脂含量试验方法
3 术语和定义
本文件没有需要界定的术语和定义。
4 方法原理
4.1 试样制作方法
4.1.1 概述
单向纤维缠绕增强复合材料环形试样采用单环缠绕法或圆筒切环法制作,此两种方法可采用湿法
缠绕或预浸法缠绕,两种缠绕工艺分别见图1和图2。纤维缠绕增强复合材料管试样是直接从纤维缠
绕增强复合材料管上切割下环形试样,再进行机械加工制作。
4.1.2 单环缠绕法
单环缠绕法按规定的试样内径尺寸,用单环模具在缠绕机上绕制,经固化、外表面加工、脱模,制作
环形试样。
4.1.3 圆筒切环法
圆筒切环法按规定的试样内径尺寸,用圆筒芯模在缠绕机上绕成圆筒,经固化、外表面加工、脱模、
切割,制作环形试样。
4.2 剪切试验方法
试样采用三点弯曲的加载方式,以规定的加载速率施加载荷,直至试样破坏,记录破坏载荷,计算剪
切强度。
4.3 拉伸试验方法
将试样装在试验机的拉力盘上,以规定的加载速率施加拉伸载荷,直至试样破坏,记录破坏载荷,计
算拉伸强度等。
5 试样制作
5.1 设备
5.1.1 缠绕机
缠绕机由纱架、胶槽、张力控制装置、导丝孔和驱动机构等部分组成。
5.1.2 模具和芯模
单环模具见图3。圆筒切环法的芯模两端应留有适当的接轴,以利于模具装配到缠绕机上。
5.1.3 脱模装置
可采用合适的压机。
5.1.4 固化装置
固化装置应具有适当的可控的温度范围,温度控制精度为±2℃。
5.2 原材料的贮存和处理条件
5.2.1 贮存
纤维、树脂和固化剂等原材料应按技术要求进行验收和贮存。
5.2.2 处理条件
5.2.2.1 纤维在缠绕前应进行干燥处理。玻璃纤维置于(80±2)℃的烘箱内,干燥8h。在不影响表面
处理剂条件下,可采用(105±2)℃,干燥2h。制备环形试样时,纤维经干燥处理后,放置环境的相对湿
度不大于65%。
5.2.2.2 碳纤维和芳纶纤维置于105℃~120℃的烘箱内,至少干燥2h。将处理后的纤维置于温度保
持在70℃~80℃的烘箱内。
5.3 湿法缠绕工艺制样
5.3.1 模具准备
把处理干净的模具或芯模涂上脱模剂。
5.3.2 纱团安装
纱团置于纱架上,纤维从纱团拉出时,保持捻度不变,并施加轻微的张力,以防其晃动。
5.3.3 浸胶
纤维从纱团引出,经过导辊,进入有加热装置的胶槽。纤维从胶槽拉出时,在尽量减少纤维磨损的
情况下,用挤胶辊或刮胶板等装置将多余的胶除去。
5.3.4 张力控制
把浸过胶的纤维经过一系列导辊,对纤维施加所需的张力。缠绕张力:玻璃纤维为纤维断裂强力的
5%~8%;芳纶纤维为纤维断裂强力的3%~4%;碳纤维按工艺要求,以不使纤维损坏为宜。
5.3.5 排纱
纤维排布应均匀,不应有堆积、离缝等现象。使纤维浸渍均匀,张力稳定,缠绕速度以不大于
60r/min为宜(线速度则为28m/min)。
5.3.6 固化
环形试样缠绕完毕后,按规定的固化制度进行固化。同批绕制的环形试样固化前存放时间不应超
过8h。
5.3.7 加工和脱模
固化后的单环试样,先卸去两侧外模,串在一起用磨削或精车进行表面加工。加工后,用压机脱去
中模。
固化后的圆筒,先磨削或精车进行表面加工,再切环脱模。
5.4 预浸法缠绕工艺制样
预浸法制备试样的程序与湿法缠绕工艺基本相同,但模具的预热温度及预浸带的烘烤条件、缠绕张
力、缠绕速度等,需按预浸带规定的技术条件确定。
5.5 纤维缠绕增强复合材料管制样
试样直接从纤维缠绕增强复合材料管上切割,再进行机械加工,两个缩减面在相距180°的位置,横
断面在相对于试样宽度的中心位置。
5.6 试样的型式和尺寸
5.6.1 湿法缠绕或预浸法缠绕制作的试样,分别为剪切试样和单向拉伸试样两种型式,见表1和图4。
5.6.2 纤维缠绕增强复合材料管制作的试样,缩减面半径r不小于9mm,缩减面最小宽度l不小于
14mm,试样宽度L 不小于23mm,见图5。
6 剪切试验
6.1 剪切试样
6.1.1 试样尺寸
剪切试样尺寸见图6。试样长度L:玻璃纤维增强复合材料为21mm~30mm,碳纤维和芳纶纤维
增强复合材料为18mm~21mm。
6.1.2 试样制作
试样制作按第5章的规定。剪切试样由环形试样径向切取,且等量地由3个环中切取。
6.1.3 试样数量
每组试样不少于9个,并保证同批有9个有效试样。
6.2 试验条件
6.2.1 实验室环境
实验室环境条件按GB/T 1446的规定。
6.2.2 试验设备
试验设备按GB/T 1446的规定。
6.2.3 试验夹具
剪切试验夹具应有允许试样自由伸长的滑动支座和自动对中的装置,见图7。上压头半径为(3±
0.25)mm,硬度为(60~62)HRC,表面精细,无压痕和毛刺。滑动支座间距l:玻璃纤维增强复合材料为
20mm,碳纤维和芳纶纤维增强复合材料为11mm,见图8。
6.2.4 加载速度
加载速度为1mm/min~2mm/min。
6.3 试验步骤
6.3.1 试样检查按GB/T 1446的规定。
6.3.2 试样的状态调节按GB/T 1446的规定。
6.3.3 将试样编号。在试样中部和两端共三处,测量试样的宽度和厚度,取算术平均值。测量精确到
0.01mm。
6.3.4 将试样凸面向上放在支座上,上压头与试样接触的轴线垂直于试样长度方向,见图8。
6.3.5 均匀、连续地对试样施加载荷,记录破坏载荷。若试样破坏后,失效形式为弯曲、挤压等非层间
剪切破坏时,则该试样予以作废。剪切试验的典型破坏形式见图9。
6.5 试验结果
试验结果按GB/T 1446的规定。
7 拉伸试验
7.1 拉伸试样
7.1.1 试样尺寸
拉伸试样尺寸按5.6的规定。
7.1.2 试样制作
试样制作按第5章的规定。
7.1.3 试样数量
每组试样不少于5个,并保证同批有5个有效试样。
7.2 试验条件
7.2.1 实验室环境
实验室环境条件按GB/T 1446的规定。
7.2.2 试验设备
试验设备按GB/T 1446的规定。
7.2.3 试验夹具
拉伸试验的夹具见图10。单向纤维缠绕增强复合材料环形试样采用Ⅰ型夹具;纤维缠绕增强复合
材料管试样采用Ⅱ型夹具,拉力盘宽度应大于试样宽度,直径与试样内径相近。
7.2.4 加载速度
单向纤维缠绕增强复合材料环形试样的加载速度:玻璃纤维增强复合材料为3mm/min~
5mm/min;碳纤维和芳纶纤维增强复合材料为2mm/min~3mm/min。纤维缠绕增强复合材料管试
样的加载速度为2.5mm/min~12.5mm/min。
7.3 试验步骤
7.3.1 试样检查按GB/T 1446的规定。
7.3.2 试样的状态调节按GB/T 1446的规定。
7.3.3 将试样编号。单向纤维缠绕增强复合材料环形试样是通过试样圆心划一直线交于环的两侧,并
在该处测量试样的宽度和厚度,每侧各测量两点,取算术平均值;纤维缠绕增强复合材料管试样是测量
两缩减面的最小宽度和厚度。测量精确到0.01mm。
7.3.4 将试样装在夹具上。单向纤维缠绕增强复合材料环形试样的划线处或纤维缠绕增强复合材料
管试样的缩减面处对准拉力盘的缝隙处,试样与夹具的接触表面要加以润滑。
7.3.5 均匀、连续地对试样施加载荷,直到破坏,记录破坏载荷。
7.3.6 单向纤维缠绕增强复合材料环形试样测量拉伸弹性模量按附录A的规定进行测定。
7.3.7 玻璃纤维试样的纤维体积含量测定按GB/T 2577的规定;碳纤维试样的纤维体积含量测定按
GB/T 3855的规定。
7.4 计算
7.4.1 拉伸强度
7.4.2 单向纤维缠......
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