復(fù)合材料雙軸拉伸試驗是一種用于研究復(fù)合材料在多軸應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)性能的重要測試方法,其測試方法及主要內(nèi)容如下:

一、測試方法
試驗設(shè)備:雙軸拉伸試驗需要專門的試驗機,凱爾測控的原位雙軸試驗機,是一款專為復(fù)雜力學(xué)性能測試設(shè)計的設(shè)備,能夠滿足多種材料的力學(xué)性能研究,此外,還可搭配光學(xué)應(yīng)變測量系統(tǒng)或引伸計來測量試樣在雙軸應(yīng)力場中的應(yīng)變。



試樣設(shè)計:常見的試樣形狀為十字形試樣,其在兩個方向(垂直和水平)上加載,用于產(chǎn)生雙軸拉伸應(yīng)力場。試樣設(shè)計需考慮應(yīng)力集中區(qū)域,以確保試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

加載方式:試驗中可通過兩個載荷軸施加拉伸載荷,還可結(jié)合扭矩施加載荷,以模擬更復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)。附加試驗軸可用于再現(xiàn)恒定應(yīng)力比(線性應(yīng)力路徑)和任意組合應(yīng)力路徑(階梯法)。
數(shù)據(jù)采集與分析:通過力和扭矩傳感器測量應(yīng)變或載荷,同時搭配光學(xué)測量系統(tǒng)記錄試樣各軸向上的位移。對于十字形試樣,還需在試樣中心設(shè)置標(biāo)記以實現(xiàn)中點控制。

二、主要內(nèi)容
應(yīng)力場研究:雙軸拉伸試驗主要用于研究試樣交點處的規(guī)定應(yīng)力值,以評估復(fù)合材料在多軸應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)行為。
性能評估:通過試驗可測定復(fù)合材料的拉伸模量、泊松比、拉伸強度等性能指標(biāo)。這些性能指標(biāo)對于復(fù)合材料的設(shè)計和應(yīng)用具有重要意義。
標(biāo)準(zhǔn)依據(jù):對于金屬復(fù)合材料的雙軸拉伸試驗,有ISO-FDIS16842標(biāo)準(zhǔn)草案,提供了試樣設(shè)計、試驗安排和試驗程序的說明。對于纖維增強復(fù)合材料,ISO527-4和ISO527-5標(biāo)準(zhǔn)也常用于指導(dǎo)拉伸性能測試。
試驗策略:試驗策略包括再現(xiàn)恒定應(yīng)力比和任意組合應(yīng)力路徑,以模擬實際應(yīng)用中的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。
復(fù)合材料雙軸拉伸試驗在研發(fā)和材料性能評估中具有重要作用,能夠提供比單軸拉伸試驗更全面的力學(xué)性能數(shù)據(jù)。