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近年來，隨著對結構部件機械可靠性的要求不斷提高，材料選擇正從傳統的金屬逐漸轉向輕質替代材料。這種變化的主要驅動力是通過減輕產品重量來減少運輸過程中產生的二氧化碳排放量。碳纖維增強複合材料（CFRP）因其卓越的強度和輕質特性，已廣泛應用於航空領域，並有望在未來更多應用於汽車等各類產品，實現輕量化設計。 

本文K8凯发 引领业界測控小編將介紹一種使用定位式楔形夾具對隨機取向的熱塑性CFRP進行拉伸破壞評估的方法。該楔形夾具作為萬能試驗機的配件，已開始投入使用。為了便於觀察拉伸過程中的斷裂情況，試驗片表麵噴塗了啞光白色塗料，以解決因表麵光澤反射帶來的觀察困難問題。這樣處理後，拉伸破壞評估能夠更加精確和可靠。

 

一、測試原理

測試原理是通過使用定位式楔形夾具對隨機取向的熱塑性CFRP進行拉伸試驗，評估其在拉伸過程中的破壞行為。

二、測試相關標準

參考標準IS0527-4(2021)進行試驗

三、測試儀器

1、KZ-DSC-20萬能材料試驗機 

2、定位式楔形夾具和轉換接頭

在50kN容量試驗機上使用時需要轉換接頭。

 

 

3、夾齒：標準附件齒(用於複合材料的梯形銼齒)

4、虛擬標簽：#600號砂紙

5、試驗條件

試驗溫度：室溫

試驗速度：1mm/min

試驗類型：拉伸

夾具間距離：150mm

 

四、測試流程

步驟一、設備和夾具準備

設備: 確保設備狀態正常並符合試驗要求。

夾具: 定位式楔形夾具和轉換接頭（如果使用50kN容量試驗機，則需要安裝轉換接頭以適配）。

夾齒: 使用標準附件齒，這些齒設計用於複合材料，具有梯形銼齒結構，確保試樣在夾持過程中穩固。

虛擬標簽: 在試驗片夾持部分和夾具的夾持齒之間插入#600號砂紙，以增強夾持效果並確保試驗條件一致性。

步驟二、試驗條件設置

試驗溫度: 室溫，確保環境溫度穩定。

試驗速度: 設定為1mm/min，控製試驗速度以保證試驗過程的穩定性和可重複性。

試驗類型: 拉伸試驗，按照標準方法執行。

夾具間距離: 設置為150mm，根據試樣尺寸和試驗要求調整夾具間距。

步驟三、試樣製備 

材料準備: 隨機取向熱塑性CFRP是通過將碳纖維束浸漬熱塑性樹脂後，切割成一定長度並隨機排列的UD帶，能夠在短時間內壓縮成型為碳纖維增強複合材料。

片材加工: 使用寬度為6~8毫米的熱塑性環氧基UD帶，切割成長度為6.5毫米、13.0毫米和26毫米的片材，並將其成型為厚度為3毫米的材料板。

試驗片形狀: 參照ISO527-4(2021)標準，將試驗片切割成長250毫米、寬25毫米的標準形狀，確保符合試驗要求。

步驟四、實施拉伸試驗

試樣編號和準備: 設置試樣數為n=5，包括備用試驗片，共6個試樣。

試驗過程: 將每個試樣依次安裝到試驗機上，並根據設定的試驗條件開始拉伸試驗。

斷裂評估: 實時記錄試驗過程中的斷裂情況。在每個試樣拉伸至破壞時，記錄並拍攝斷裂位置的照片。

結果分析: 分析每個試樣的斷裂位置和形態，確保所有試樣均在評估區域內斷裂，驗證試驗過程的有效性和可靠性。

步驟五、結果記錄與報告

斷裂照片: 根據試驗後獲取的斷裂照片（如圖4、5、及6），評估並記錄每個試樣的斷裂情況。

結論: 根據試驗結果撰寫報告，總結隨機取向熱塑性CFRP在拉伸條件下的性能表現，提供定量和定性分析結果。

 

以上就是小編介紹的熱塑性CFRP拉伸測試的內容了，希望可以給大家帶來幫助！如果您還想了解更多關於熱塑性CFRP拉伸測試方法和測試視頻，萬能材料試驗機型號規格、使用說明、檢定規程、原理、量程使用範圍規定和用途等問題，歡迎您關注我們，也可以給我們私信和留言，K8凯发 引领业界測控技術團隊為您免費解答！