不同试验标准对复合材料压缩强度的影响

第３　１卷第４期　２０　１　４年８月　沈阳航空航天大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｖ＿ｏ１．３１　Ｎｏ．４　Ａｕ２．２　０　ｌ　４　，　”　“　”　”、　文章编号：２０９５—１２４８（２０１４）０４—００５５—０４　｛材料７－程ｔ　ｋ　＋　＋　＋　＋一　不同试验标准对复合材料压缩强度的影响　李淑萍　，薛继佳　，马少华　，佟　刚１，３，张利国１，３　（１．沈阳航空航天大学辽宁通用航空重点实验室；２．沈阳航空航天大学机电工程学院　３．辽宁通用航空研究院）　摘要：为了研究应力与应变的关系问题，采用ＡＳＴＭ　Ｄ３４１０对一系列复合材料进行压缩试验。研　究结果表明对于低性能复合材料，应力应变呈线性关系，而对于高性能复合材料，应力应变不再呈　线性关系，出现了失稳破坏，降低了压缩强度值。针对ＵＳＮ４６２００的压缩试验出现失稳破坏，分别　采取增加厚度和改变试验标准进行试验，结果表明增加试验件厚度不能解决此问题，改变试验标　准有效地解决了该问题。对于高性能的复合材料压缩试验建议采用ＡＳＴＭ　Ｄ６６４１试验方法。　关键词：复合材料；压缩性能；试验标准　中图分类号：ＴＢ１２１　文献标志码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—１２４８．２０１４．０４．０１１　Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｅｓｔ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ＬＩ　Ｓｈｕ．ｐｉｎｇ　，ＸＵＥ　Ｊｉ－ｊｉａ　，ＭＡ　Ｓｈａｏ—ｈｕａ。，ＴＯＮＧ　Ｇａｎｇ　，ＺＨＡＮＧ　Ｌｉ—ｇｕｏ　，　（１．Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ａｖｉａｔｉｏｎ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ；３．Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ａｖｉａｔｉｏｎ　Ａｃａｄｅｍｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１１０１３６）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｓｔｕｄｙｔｈｅｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ，ＡＳＴＭ　３４　１　０　ｉｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｆｏｒｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｔｅｓｔｓ　ｏｆａ　ｓｅ—　ｔｉｅｓ　ｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｉｎｌｏｗ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ａ　ｌｉｎｅａｒ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎｓｔｒｅｓｓ　ａｎｄ　ｓｔｒａｉｎ，ｂｕｔ　ｉｎｈｉｇｈ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ｔｈｅ　ｓｔｒｅｓｓ—ｓｔｒａｉｎ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｌｉｎｅａｒ，ｌｅａｄ—　ｉｎｇ　ｔｏ　ｕｎｓｔａｂｌｅ　ｆａｉｌｕｒｅ　ａｎｄ　ｌｏｗｅｒｖａｌｕｅｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｔｏｐｒｅｖｅｎｔ　ｔｈｅ　ｕｎｓｔａｂｌｅ　ｆａｉｌｕｒｅｏｆ　ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＵＳＮ４６２００　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ａｄｄｉｎｇｔｈｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｉｓ　ｉｎｖａｌｉｄｂｕｔｔｈａｔ　ｃｈａｎ—　ｇｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｓｔａｎｄａｒｄｉｓ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．ＡＳＴＭ　Ｄ６６４１　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｔｅｓｔｓｏｆｈｉｇｈ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃｏｍｐｏｓ’　ｉｔｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｔｅｓｔ　ｓｔａｎｄａｒｄ　复合材料由于高的比强度，材料的可设计性　使其在飞机上的应用越来越广泛。对于工程师来　说，复合材料的基本力学性能非常重要。如果这　些值过低，分散性过大，工程师就不得不采用过高　方面的研究。赵丽滨、张志民、沈真对复合材料力　学基本参数进行了研究　。汪源龙　对国产　ＣＣＦ３００／双马树脂层合板高温拉伸与压缩性能试　验研究，采用的标准为ＡＳＴＭ　Ｄ３４１０。沈薇　对　的安全系数，这样就会使结构过重，失去了先进复　合材料取得广泛应用的机会。很多学者进行了这　收稿日期：２０１４—０５—０３　ＡＳＴＭ等系列标准进行了研究，并设计和制造出　了具有自主知识产权的试验夹具，指出ＡＳＴＭ系　基金项目：辽宁省科学技术厅工业攻关及成果产业化项目（项目编号：２０１２２２００１３）　作者简介：李淑萍（１９６８一），女，河北河问人，副教授，主要研究方向：飞行器设计，Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｓｐ＠ｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。　５８　沈阳航空航天大学学报　第３１卷　４结论　（１）对于高性能的复合材料，ＡＳＴＭ３４１０试　验标准易失稳，得到的破坏强度值也低，增加厚度　的效果不明显。　（２）对于高性能的复合材料，ＡＳＴＭ６６４１试　验标准不易失稳，得到的破坏强度值更高，比较适　合采用。　参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：　［１］赵丽滨，秦田亮，李嘉玺．复合材料结构三维有限元　分析的材料参数［Ｊ］．北京航空航天大学学报，　２０１０，３６（７）：７８９—７９３．　［２］张志民．复合材料结构力学［Ｍ］．北京：北京航空航　天大学出版社，１９９３：３０—３２．　［３］沈真，杨胜春．飞机结构用复合材料的力学性能要　求［Ｊ］．材料工程，２００７（增刊１）：２４８—２５２．　［４］汪源龙，程小全，范舟．国产ＣＣＦ３００／双马树脂层合　板高温拉伸与压缩性能试验研究［Ｊ］．复合材料学　报，２０１１，２８（３）：１８０—１８４．　［５］沈薇，杨胜春，沈真．复合材料力学性能表征标准化　研究新进展［Ｊ］．航空制造技术，２００９（Ｓ１）：２５—２９．　［６］张国腾，陈蔚岗，杨波．１＿７０ｏ碳纤维／环氧复合材料　力学性能试验研究纤维［Ｊ］．复合材料，２００９，４９　（２）：４９—５２．　　ｆ７　ｆ　ＤＯＴ／ＦＡＡ／ＡＲ一００／２６　Ｏｆｉｆｃｅ　ｏｆ　Ａｖｉａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．２０５９１　Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｏｍ—　ｂｉｎｅｄＬｏａｄＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ（ＣＬＣ）ＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄ　Ａｕｇｕｓｔ，　２０００．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐａｃｔ．ｃｏｍ／ｄｏｗｎ／ｏａｄ／ＦＡＡ．ｐｄｆ　［８］彭超义，肖加余，曾竟成．单向带／平纹布混杂铺层　层合板极限强度研究［Ｊ］．航空动力学报，２００８，２３　（３）．　『９］ＡＳＴＭ　Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｄ３４１０—０３（２０ｏ８），“Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｍａｔｒｉｘ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｗｉｈｔ　Ｕｎｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　Ｇａｇｅ　Ｓｅｃｔｉｏｎ　ｂｙ　Ｓｈｅａｒ　Ｌｏａｄｉｎｇ．”　ＡＳＴＭ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ｗ．Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ。Ｐａ．）。２００８　（ｆｉｒｓｔ　ｉｓｓｕｅｄ　ｉｎ　１９７５）．　１　１０　ｌ　ＡＳＴＭ　Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｄ６６４１—０９，“Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｍａｔｒｉｘ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｕｓｉｎｇ　ａ　Ｃｏｍ—　ｂｉｎｅｄ　Ｌｏａｄｉｎｇ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ（ＣＬＣ）Ｔｅｓｔ　Ｆｉｘｔｕｒｅ．”　ＡＳＴＭ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ｗ．Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ，Ｐａ．），２００９　（ｆｉｒｓｔ　ｉｓｓｕｅｄ　ｉｎ　２００１）．　（责任编辑：吴萍英文审校：刘红江）