[发明专利]一种聚合物复合材料条形试样拉伸性能的测试方法

摘要

本发明公开了一种聚合物复合材料条形试样拉伸性能的测试方法，包括如下步骤：（ⅰ）制备条形试样；（ⅱ）测量条形试样尺寸；（ⅲ）粘接条形试样；（ⅳ）对条形试样进行轴向拉伸试验；（ⅴ）计算拉伸破坏强度和轴向拉伸模量。本发明采用条形试样拉伸试验方法，由于所需条形试样的尺寸小，节省了材料，试验所需加载的载荷小，使测试操作相对简便。本发明既能测得条形试样的拉伸破坏强度，又能得到条形试样的轴向拉伸模量，克服了现有技术中使用整筒拉伸试验时，只能得到样品的轴向拉伸模量，而不能得到样品的拉伸破坏强度的缺点。

主权项

一种聚合物复合材料条形试样拉伸性能的测试方法，包括如下步骤：（ⅰ）制备条形试样将聚合物复合材料筒经机加工切成长度为170～185mm的薄壁圆筒，沿薄壁圆筒轴向切割成宽度为20～25mm、厚度为1～5 mm的条形试样（3），打磨条形试样（3）边缘的毛刺，使其表面光滑，每次测试至少制备五个条形试样（3），S1；（ⅱ）测量条形试样尺寸对每一个条形试样（3）进行测量，对其宽度、厚度的尺寸进行多次测量，并将各次测量的平均值作为该条形试样（3）的宽度、厚度取值，S2；（ⅲ）粘接条形试样将条形试样（3）一端的外圆周凸面与凹面加强片（1）的弧形凹面（12）粘接、条形试样（3）同一端的内圆周凹面与凸面加强片（2）的弧形凸面（22）粘接；条形试样（3）的另一端采用同样的方法将条形试样（3）的另一端、凹面加强片（1）和凸面加强片（2）粘接在一起；粘接完毕，待粘接胶固化后，打磨条形试样（3）两侧面工作段的中间部分，在条形试样（3）的中间部分的外圆周凸面和内圆周凹面沿轴向分别粘贴两个应变片，内外应变片的数量和位置沿轴向对称布置，S3；（ⅳ）对条形试样进行轴向拉伸试验将粘接好的条形试样（3）安装在材料试验机上，对每一个条形试样（3）分别进行轴向拉伸试验，加载速度为1～2mm/min，记录每个条形试样（3）断裂时的最大载荷，S4；（ⅴ）计算拉伸破坏强度和轴向拉伸模量按照以下公式 ① 计算每个条形试样（3）的拉伸破坏强度：①式中，为拉伸破坏强度，单位为MPa；为条形试样（3）断裂时的最大载荷，单位为N；为条形试样（3）的宽度，单位为mm；为条形试样（3）的厚度，单位为mm；然后，求这五个条形试样（3）的拉伸破坏强度的平均值；根据应变—应力曲线在一定的应变取值范围内，采用最小二乘法将数据对进行直线拟合，拟合直线的应变取值范围为1000με（0.1%应变）～3000με（初期失效前0.35%以内），满足载荷与应变读数对至少为八对，拟合直线的斜率即为复合材料的轴向拉伸模量，再计算斜率变度系数、弯曲系数对所得的轴向拉伸模量进行有效判据，其中，斜率变度系数按公式②计算：②式中：为斜率变度系数，单位为%；为线性相关系数，为应力‑应变数据对数目；斜率变度系数定量表征了拟合优度，该值越小说明线性关系拟合结果越可靠，一般认为斜率变度系数小于2%，通过拟合得到的数据可靠；弯曲系数按公式③计算：③式中：为弯曲系数，单位为%，是指两片应变片的应变数据极差与均值之比；、分别为两片应变片的应变数据，S5。