TCSAE 207-2021 汽車用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板高應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)方法

ICS32.020CCST40團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CSAE207－2021汽車用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板高應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)方法Testmethodoftetiletestforautomobilefiberreinforcedlaminatesathighstrainrates2021-06-30發(fā)布 2021-06-30實(shí)施中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布CSAE標(biāo)準(zhǔn)CSAECSAE在本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過程中，如發(fā)現(xiàn)需要修改或補(bǔ)充之處，歡迎將意見反饋至中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)，以便修訂時(shí)參考。中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)地址：1號(hào)院H座；電話郵編：100176；郵箱：wwq@。T/CSAE207T/CSAE207—2021T/CSAE207T/CSAE207—2021鏈鏈鏈鏈鏈鏈鏈鏈目 次前言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1試驗(yàn)原理 1試驗(yàn)設(shè)備 1試驗(yàn)條件 2試驗(yàn)過程 3試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 5試驗(yàn)報(bào)告要求 6參考文獻(xiàn) 7I前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利，本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。本文件由汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟提出。限公司、奇瑞汽車股份有限公司、北京汽車股份有限公司。輝、凌靜、李巍、翟國(guó)芳、郭海艷、黃明、王利剛、闞洪貴、李軍、段英濤。II汽車用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板高應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)方法范圍條件、試驗(yàn)過程、試樣要求、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及試驗(yàn)報(bào)告要求。本文件適用于采用液壓伺服型試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)變率為1-s-1～13-1，試驗(yàn)溫度為10～350.3mm～3mm以內(nèi)的汽車用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板高應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T3354—2014 定向纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料拉伸性能試驗(yàn)方法GB/T3961 纖維增強(qiáng)塑料術(shù)語GB/T1040.4—2006 塑料 拉伸性能的測(cè)定 第4部分各向同性和正交各向異性纖維增強(qiáng)復(fù)合料的試驗(yàn)條件GB/T30069.2—2016 金屬材料高應(yīng)變率拉伸試驗(yàn)方法 第2部分：液壓伺服控制及其它控制系統(tǒng)術(shù)語和定義GB/T3961界定的術(shù)語和定義適用于本文件。試驗(yàn)原理GB/T1040.4—2006中對(duì)樣品尺寸的說明，明確了啞鈴型樣品不應(yīng)用于多向性連續(xù)纖維增強(qiáng)材料，矩形樣品可適用于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸測(cè)試。的應(yīng)變速率敏感性，在高于GB/T3354—2014應(yīng)力和應(yīng)變，試驗(yàn)的最大應(yīng)變速率為1s-。試驗(yàn)設(shè)備（或加載能夠提供恒定作動(dòng)速率的試驗(yàn)機(jī)均能滿足本標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)要求。在應(yīng)變速率小于1-1-1采用開環(huán)控制，但應(yīng)具備采取特殊的措施來使試驗(yàn)過程的作動(dòng)速率保持恒定或在可接受的極限范圍內(nèi)。對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)推薦的試樣，可以采用液壓伺服驅(qū)動(dòng)下落運(yùn)動(dòng)單元、飛輪沖擊、落錘等系統(tǒng)。時(shí)間，同時(shí)也能使夾持部分和傳感器系統(tǒng)保持盡可能高的固有頻率。試驗(yàn)條件試驗(yàn)溫度除另有規(guī)定（如高低溫）外，試驗(yàn)應(yīng)在試驗(yàn)溫度10℃～35的試驗(yàn)應(yīng)在報(bào)告中注明相關(guān)環(huán)境條件參數(shù)。試樣要求試樣形狀（數(shù)字圖像相關(guān)或光學(xué)引伸計(jì)等，寬度的尺寸推薦見公式（1）和（2）：L02 (1)b0式中：——試樣測(cè)試部分長(zhǎng)度，單位為毫米（mm）；——試樣測(cè)試部分寬度，單位為毫米（mm）。b02 (2)a0式中：——試樣測(cè)試部分厚度，單位為毫米（mm）。典型樣件尺寸如圖1所示，推薦測(cè)試段長(zhǎng)度為20mm圖1 典型試樣尺寸2試樣制備（韌性的溫度不能高于層合板成型溫度。推薦從零部件上直接取樣。樣件裁剪時(shí)樣件外廓應(yīng)距板材邊緣（已切除工藝毛邊）30mm以上，最小不得小于200.1mm（禁止用油干燥處理。室標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下至少放置24h，若不具備實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件，試樣可在干燥器內(nèi)至少放置24h。試樣數(shù)量每種條件下的試驗(yàn)至少準(zhǔn)備5片試樣，并能夠得到至少3組有效試驗(yàn)。試驗(yàn)過程試驗(yàn)速度應(yīng)變速率按照GB/T30069.2—2016v0可用來估算試驗(yàn)前能夠達(dá)到的名義工程應(yīng)變速率om式中：

(3)L0nom ——名義工程應(yīng)變速率，單位為每秒（-1）；nomv0——初始位移速率，單位為毫米每秒（mm/s）；L0——樣品測(cè)試段長(zhǎng)度，單位為毫米（mm）。，以所記錄的應(yīng)變速率與估算值存在偏差。pl1t與最大力處的時(shí)間式中：

plPt(sttfgtm) 4)pl

——表示在屈服強(qiáng)度或1%應(yīng)變處的時(shí)間t與最大力處的時(shí)間tFm中間階段與時(shí)間相關(guān)應(yīng)變速率3的平均值；t ——時(shí)間，單位為秒（s）；tFm——最大力處的時(shí)間，單位為秒（s）； ——該時(shí)刻應(yīng)變率，單位為每秒（-）。應(yīng)變速率A生斷裂所需時(shí)間tf按照公式（5）進(jìn)行計(jì)算：A/tf (5)式中：——平均工程應(yīng)變速率，單位為每秒（-1）；A——斷后伸長(zhǎng)率（%）；tf——發(fā)生斷裂所需時(shí)間，單位為秒（s）。區(qū)的局部應(yīng)變速率沒有關(guān)聯(lián)。將應(yīng)變信號(hào)與時(shí)間微分可獲得及時(shí)應(yīng)變速率信號(hào)e(t)，在整個(gè)試驗(yàn)中，該參數(shù)提供更詳實(shí)的應(yīng)變速（或應(yīng)變相關(guān)應(yīng)變速率。試驗(yàn)報(bào)告中的應(yīng)變速率是指特征應(yīng)變速率，若工程應(yīng)變速率與平均工程應(yīng)變速率的偏差小于10%，10時(shí)工程應(yīng)變速率曲線，并討論。1%瞬時(shí)應(yīng)變速率與特征應(yīng)變速率之間的偏差不超過15%。（彈性階段變速率曲線由振動(dòng)信號(hào)疊加，因而很難獲得清楚的結(jié)果。（如310%），在該范圍內(nèi)求應(yīng)變速率的平均值。力值測(cè)量記錄于力-位移曲線中。此時(shí)，內(nèi)在的材料變形行為類似一種力振蕩現(xiàn)象。作動(dòng)器的速度越高，振蕩現(xiàn)象越強(qiáng)烈。4速率，從而影響試驗(yàn)材料測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。u對(duì)于應(yīng)變速率小于1s-1f()至少需要1kz，對(duì)于高應(yīng)變速率應(yīng)采用公式u（6）確定力測(cè)量的上頻率極限fu：u式中：u

f1000(6)fu；——平均工程應(yīng)變速率，單位為每秒（s-。數(shù)據(jù)采集載荷與位移數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的采樣頻率應(yīng)以不低于載荷測(cè)量系統(tǒng)的上頻率極限的4倍進(jìn)行采集并記錄。這些采集數(shù)據(jù)可作為試驗(yàn)結(jié)果的原始數(shù)據(jù)部分。隨后的分析可減少原始數(shù)據(jù)對(duì)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理拉伸強(qiáng)度按照公式（7）計(jì)算，結(jié)果保留3位有效數(shù)字。t(7)t式中：

a0b0t——拉伸強(qiáng)度，單位為兆帕（MPa；x。低強(qiáng)度方向試樣拉伸彈性模量在0.0005和0.00150.001～0.003縱向應(yīng)變范圍內(nèi)計(jì)算，見計(jì)算公式（8），結(jié)果保留3為有效數(shù)字：式中：

Et

Pla0b0l

................................................................................(8)Et——拉伸彈性模量，單位為兆帕（MPa）；P——載荷增量，單位為牛頓（N）；L——與P對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)機(jī)記錄的工作段長(zhǎng)度變形增量，單位為毫米（mm）?？v向拉伸應(yīng)變按照下公式（9）計(jì)算，結(jié)果保留3位有效數(shù)字。L (9)L0式中：——縱向拉伸應(yīng)變，單位為1?？v向拉伸破壞應(yīng)變按照公式（10）計(jì)算，結(jié)果保留3位有效數(shù)字。5式中：

lt

(10)L0lt——縱向拉伸破壞應(yīng)變，單位為1；Llt——試樣破壞時(shí)縱向變形量單位為毫米（mm）。試驗(yàn)報(bào)告要求試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括所有與試驗(yàn)程序和試樣結(jié)果相關(guān)的信息。試樣項(xiàng)目名稱和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)人員、試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)。試樣來源及制備情況，材料（包括復(fù)合材料、加強(qiáng)片和膠粘劑）品種及規(guī)格。試樣鋪層形式、編號(hào)、形狀和尺寸、外觀質(zhì)量及數(shù)量。試驗(yàn)溫度、相對(duì)濕度、試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)參數(shù)和結(jié)果。試驗(yàn)設(shè)備及儀器的型號(hào)、規(guī)格及計(jì)量情況。與本標(biāo)準(zhǔn)的不同之處，試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的異常情況。試驗(yàn)結(jié)果，包括：每個(gè)試樣的最大載荷；計(jì)算彈性模量的應(yīng)變范圍；每個(gè)試樣的拉伸強(qiáng)度及樣本的算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和離散系數(shù)；每個(gè)試樣的拉伸彈性模量及樣本的算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和離散系數(shù)；每個(gè)試樣的破壞應(yīng)變及樣本的算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和離散系數(shù)。載荷測(cè)量的方式。應(yīng)變測(cè)量的方式。3試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)應(yīng)變可通過光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)試樣的標(biāo)距內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化獲取。6T/CSAE207T/CSAE207—202177參 考 文 獻(xiàn)GB/T3354—2014 定向纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料拉伸性能試驗(yàn)方法ISO26203-2:2011 Metallicmaterials.Tensiletestingathighstrainrates.Part2:Servo-hydraulicandothertestsystemsASTMD1002-2010(2019) StandardTestMethodforApparentShearStrengthofSingle-Lap-JointAdhesivelyBondedMetalSpecimensbyTensionLoading(Metal-to-Metal)ASTMD3039/D3039M-2017 StandardTestM