中华人民共和国国家标准
GB/T1455—1988
夹层结构或芯子剪切性能试验方法(代替GBl455—1978)
1 主题内容与适用范围
本标准规定了夹层结构或芯子剪切强度、比例极限和芯子的剪切弹性模量的测定方法。
本标准适用于测定夹层结构或芯子的剪切强度、比例极限和芯子的剪切弹性模量。
注:本层结构由面板(蒙皮)与轻质芯材组成,芯材形式通常有蜂窝、波纹和泡沫。面板与芯材
的材料为金属或非金属。
2 引用标准
GB 1446 纤维增强塑料性能试验方法总则
3 试样
3.1 试样形状及尺寸见图1,厚度h与夹层结构制品的厚度相同,长度l大于或等于厚度的12倍
。去掉图1中的面板即为芯子试样。
3.1.1 对于硬质泡沫塑料、轻木等连续芯子,试样宽度b为60mm。
3.1.2 对于蜂窝、波纹等格子型芯子,试样宽度为60mm或至少包含4个完整格子。
3.1.3 当夹层结构制品厚度未定时,试样厚度取12mm,面板厚度tf小于1 mm,长度取150mm。
3.2 对于各向异性的芯子,试样分纵向和横向两种。
3.3 试样数量按GB 1446第2章规定。
4 试验条件
4.1 试验环境条件按GB 1446第3章规定。
4.2 试验设备按GB 1446第5章规定。
4.3 剪切试验分拉剪和压剪两种。拉剪试验装置示意图见图2,压剪试验装置示意图见图3。
4.3.1 加载金属板的厚度可根据夹层结构的强度而改变,一般建议厚度取15mm。
4.3.2 拉剪时,加载金属板长度比试样长50mm。通过带万向节的拉伸夹具对加载金属板施加
拉伸载荷,使载荷作用线不超过并尽量接近试样的对角线。
4.3.3 压剪时,加载金属板比试样长25mm,加载的一端加工成45°的角,并与有槽的垫块接触,
如图3所示,使载荷作用线不超过并尽量接近试样的对角线。
4.3.4 在加载金属板上预先钻好螺钉孔,以便装置变形计和附件,尽量使变形的固定位置与附
件的固定位置在同一水平面上。
4.4 加载速度为0.5～1 mm/min。
5 试验步骤
5.1 试样制备按GB 1446第1章规定。
5.2 试样外观检查按GB 1446第2章规定。
5.3 试样状态调节按GB 1446第3章规定。
5.4 将合格试样编号。测量试样任意三处的长度、宽度和厚度,取算术平均值。面板厚度取
名义厚度或同一批试样的平均厚度。测量精度按GB 1446第4章规定。
5.5 制备试样组合件时,除特殊要求外,将试样和加载金属板的胶接面打磨,用溶剂清洗,然后
把试样粘在两加载金属之间。注意试样与加载金属板的位置,使金属板的不加载端比试样长
出约5 mm。胶接固化温度应为室温或比夹层结构胶接固化温度至少低30℃。
5.6 将变形计及附件装在加载金属板上,如图2和图3所示。
5.7 将夹具和试样组合件装在试验机上,调整试验机载荷零点,然后夹紧下夹具,或对压剪施
加初载,使载荷作用线尽量接近试样的对角线。
5.8 测定剪切强度时,按规定的加载速度,对试样施加拉力或压力,均匀连续加载直至试样破
坏,读取破坏载荷,观察并记录破坏形式。
5.9 测定剪切弹性模量时,施加初载(破坏载荷的5%),调整仪表,再加一定载荷(破坏载荷的15
%～20%),检查仪表读数,若不对称,调整夹具或球形支座,待试样两侧仪表读数基本一致后,卸
至初载。然后以破坏载荷的5%为级差,按规定的加载速度,分级加载至破坏载荷的30%～50%,
记录各级载荷和相应的变形值。若需整个载荷—变形资料,则测到破坏为止。如有自动记录
仪表,可以连续加载。
注:若出现载荷示值下降或停顿现象,则以此时的载荷示值作为破坏载荷。
6 计算
6.1 绘制应力—应变曲线或载荷—变形曲线。
6.2 剪切应力按式(1)计算:
τc=P/l.b…………………………(1)
式中:τc—剪切应力,MPa;
P—试样上的载荷,N;
l—试样长度,mm;
b—试样宽度,mm。
当P为破坏载荷时,按式(1)计算的结果为剪切强度。
当P为比例极限载荷时,按式(1)计算的结果为剪切比例极限。
6.3 芯子剪切弹性模量计算如下:
夹层结构试样,按式(2)计算:
Gc=(h-2ft)×ΔP/l.b.Δh……………(2)
式中:Gc—芯子剪切弹性模量,MPa;
h—试样厚度,mm;
tf—面板厚度,mm;
ΔP—载荷—变形曲线上直线段的载荷增量值,N;
l、b—同式(1);
Δh—对应ΔP的剪切变形增量值,mm。
芯子试样按式(3)计算:
Gc=hc.ΔP/l.b.Δhc……………(3)
式中:Gc—同式(2);
hc—试样厚度,mm;
ΔP—同式(2);
l、b—同式(1);
Δhc—对应ΔP的芯子剪切变形增量值,mm。
7 试验结果
按GB 1446第6章规定。
8 试验报告
按GB 1446第7章规定。
附加说明:
本标准由全国纤维增强塑料标准化技术委员会提出并归口。
本标准由国家建材局上海玻璃钢研究所、航空工业部北京航空材料研究所共同起草。
本标准主要起草人周祝林、王彬如、杨云娣、颜铁。