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夾層結(jié)構(gòu)或芯子剪切性能試驗(yàn)方法Testmethodforshearpropertiesofsandwichconstructionsorcores2022-03-09發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I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)定起草。本文件代替GB/T1455—2005《夾層結(jié)構(gòu)或芯子剪切性能試驗(yàn)方法》,與GB/T1455—2005相比,除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)外,主要技術(shù)變化如下:a)增加了對(duì)木材芯子試樣的要求(見6.5);b)刪除了對(duì)分級(jí)加載的規(guī)定(見2005年版9.7);c)增加了破壞形式的字母代碼(見表1);d)增加了2%偏置應(yīng)力作為結(jié)果輸出,并增加相關(guān)計(jì)算(見10.2和圖4)。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)別專利的責(zé)任。本文件由中國建筑材料聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國纖維增強(qiáng)塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC39)歸口。本文件起草單位:上海玻璃鋼研究院有限公司、上海上玻檢測有限公司、北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司、惠柏新材料科技(上海)股份有限公司、明陽智慧能源集團(tuán)股份公司、浙江聯(lián)洋新材料股份有限公司、威海維賽新材料科技有限公司、江蘇中科聚合新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司、北京玻鋼院檢測中心有限公司。本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況為:——1978年首次發(fā)布為GB/T1455—1978,1988—本次為第三次修訂。年第一次修訂,2005年第二次修訂;1夾層結(jié)構(gòu)或芯子剪切性能試驗(yàn)方法本文件規(guī)定了夾層結(jié)構(gòu)或芯子剪切性能試驗(yàn)的試驗(yàn)原理、試驗(yàn)設(shè)備、試樣、試樣制備、狀態(tài)調(diào)節(jié)、試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)結(jié)果及處理和試驗(yàn)報(bào)告。本文件適用于夾層結(jié)構(gòu)或芯子試樣測定芯子的平面剪切強(qiáng)度和平面剪切模量。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于GB/T1446GB/T1464纖維增強(qiáng)塑料性能試驗(yàn)方法總則夾層結(jié)構(gòu)或芯子密度試驗(yàn)方法纖維增強(qiáng)塑料術(shù)語3術(shù)語和定義GB/T3961界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。平面剪切強(qiáng)度planeshearstrength剪力沿著夾層結(jié)構(gòu)面板作用下測得的剪切強(qiáng)度。平面剪切模量planeshearmodulus剪力沿著夾層結(jié)構(gòu)面板作用下在彈性范圍內(nèi)測得的剪切應(yīng)力與剪切應(yīng)變之比。4試驗(yàn)原理通過對(duì)與試樣膠接的金屬加載塊施加拉伸或壓縮載荷,沿夾層結(jié)構(gòu)面板方向?qū)π咀赢a(chǎn)生平面剪切,從而測得芯子的平面剪切強(qiáng)度。當(dāng)安裝變形計(jì),測出兩面板或兩加載鋼板的相對(duì)位移后,則可測出芯子的平面剪切模量。5試驗(yàn)設(shè)備5.1試驗(yàn)機(jī)應(yīng)符合GB/T1446的規(guī)定。5.2剪切試驗(yàn)分拉剪和壓剪兩種。拉剪試驗(yàn)裝置示意圖見圖1,壓剪試驗(yàn)裝置示意圖見圖2。2——試樣:7——載荷作用線及試樣對(duì)角線。圖1拉剪試驗(yàn)裝置示意圖23標(biāo)引序號(hào)說明:1、8——壓頭墊塊;2——試樣;3、10——加載金屬板;5、11——變形計(jì);7——載荷作用線及試樣對(duì)角線。圖2壓剪試驗(yàn)裝置示意圖5.3加載金屬板的厚度可根據(jù)夾層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度而改變,一般宜為15mm。5.4拉剪時(shí),加載金屬板長度比試樣長50mm,通過帶萬向節(jié)的拉伸夾具對(duì)加載金屬板施加拉伸載荷使載荷作用線不超過并盡量接近試樣的對(duì)角線。5.5壓剪時(shí),加載金屬板比試樣長25mm,加載的一端加工成45°的角,并與有槽的墊塊接觸,如圖2所示,使載荷作用線不超過并盡量接近試樣的對(duì)角線。5.6在加載金屬板上預(yù)先鉆好螺釘孔,以便裝置變形計(jì)和附件,盡量使變形計(jì)的固定位置與附件的固定位置在同一水平面上。5.7加載速度為0.5mm/min~1mm/min。5.8天平,精度0.01g。5.9應(yīng)變測量系統(tǒng),能獲取試樣的變形量,應(yīng)變精度0.05%。46試樣6.1試樣形狀及尺寸見圖3,厚度h與夾層結(jié)構(gòu)制品的厚度相同,長度l大于或等于芯子厚度h。的12倍。去掉圖3中的面板即為芯子試樣。標(biāo)引序號(hào)說明:l——試樣長度;b——試樣寬度;h——試樣厚度;h。——芯子厚度;t:——面板厚度。圖3試樣形狀示意圖6.2對(duì)于硬質(zhì)泡沫塑料、輕木等連續(xù)芯子,試樣寬度b為60mm。6.3對(duì)于蜂窩、波紋等格子型芯子,試樣寬度為60mm,或至少應(yīng)包括4個(gè)完整格子。6.4當(dāng)夾層結(jié)構(gòu)制品厚度未定時(shí),芯子厚度取12mm,面板厚度t;取1mm,長度取150mm。6.5對(duì)于各向異性的芯子,試樣分縱向和橫向兩種。對(duì)木芯結(jié)構(gòu),若有拼接,避免拼接線靠近邊緣。6.6每組有效試樣不少于5個(gè)。7.1試樣加工按GB/T1446的規(guī)定。7.2試樣兩表面及加載塊金屬板的膠粘面,用砂布打毛,溶劑擦干凈后,用膠粘劑把試樣粘接在兩加載金屬板之間,注意試樣與加載金屬板的位置,使金屬板的不加載端比試樣長出約5mm。膠接固化溫度應(yīng)為室溫或比夾層結(jié)構(gòu)膠接固化溫度至少低30℃。施加的壓力不應(yīng)影響面板與芯子間已存在的膠接。7.3膠接的剪切試樣組合件如圖1、圖2所示。58狀態(tài)調(diào)節(jié)試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)按GB/T14469試驗(yàn)步驟9.1試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件按GB/T1446的規(guī)定。9.2按GB/T1446篩選試樣,將合格試樣編號(hào),測量試樣任意三處的寬度、厚度、長度,取算術(shù)平均值。面板厚度取名義厚度或同一批試樣的平均厚度。9.3按GB/T1464計(jì)算試樣密度。9.4試樣組合件的制備見7.2。9.5將試樣組合件安裝在拉剪夾具上,或裝在壓剪墊塊上。然后將夾具和試樣組合件裝在試驗(yàn)機(jī)上,調(diào)整試驗(yàn)機(jī)載荷零點(diǎn),再夾緊下夾具。或?qū)杭羰┘映踺d,使載荷作用線盡量接近試樣的對(duì)角線。9.6測定平面剪切強(qiáng)度時(shí),均勻連續(xù)加載直到破壞或載荷出現(xiàn)顯著下降或停滯,讀取最大載荷,記錄破壞形式。9.7測定平面剪切模量時(shí),將變形計(jì)及附件裝在加載金屬板上,如圖1或圖2所示。施加初載(破壞載荷的5%),調(diào)整儀表,再加一定載荷(破壞載荷的15%~20%),檢查儀表讀數(shù),若不對(duì)稱,調(diào)整夾具或球形支座,待試樣兩側(cè)儀表讀數(shù)基本一致后,卸至初載。按規(guī)定的加載速度,加載至破壞載荷的40%~50%,記錄各級(jí)載荷和相應(yīng)的變形值。若需要整個(gè)載荷-變形資料,則測到破壞為止。9.8記錄破壞模式,按表1中的描述記錄試樣破壞模式對(duì)應(yīng)的代碼。表1失效模式代碼第一個(gè)字母第二個(gè)字母第三個(gè)字母失效形式代碼失效區(qū)域代碼失效部位代碼芯子剪切S端部A頂部T標(biāo)距(芯子內(nèi))G中間M界面失效I底部B一個(gè)角C爆炸式X整個(gè)長度E多處V多處V其他O未知U未知U10試驗(yàn)結(jié)果及處理10.1繪制剪應(yīng)力-剪應(yīng)變曲線或載荷-變形曲線。10.2平面剪切應(yīng)力按式(1)計(jì)算:式中:ts——芯子平面剪切應(yīng)力,單位為兆帕(MPa);P——試樣上的載荷,單位為牛頓(N);6b——試樣寬度,單位為毫米(mm)。當(dāng)P為最大載荷Pm時(shí),按式(1)計(jì)算的結(jié)果為平面剪切強(qiáng)度rm。當(dāng)P為比例極限載荷P。時(shí),按式(1)計(jì)算的結(jié)果為平面剪切比例極限強(qiáng)度rp。當(dāng)P為2%偏置載荷P?時(shí),按式(1)計(jì)算的結(jié)果為平面偏置剪切強(qiáng)度r?%。取值方法見圖4。圖4比例極限與偏置剪切強(qiáng)度10.3芯子平面剪切模量計(jì)算如下:夾層結(jié)構(gòu)試樣,當(dāng)兩側(cè)面板厚度相同時(shí),按式(2)計(jì)算: (2)或當(dāng)兩側(cè)面板厚度不同時(shí),按式(3)計(jì)算:G。——芯子平面剪切模量,單位為兆帕(MPa);h——試樣厚度,單位為毫米(mm);t;——面板厚度,單位為毫米(mm);tn——上面板厚度,單位為毫米(mm);tp——下面板厚度,單位為毫米(mm);△P——載荷-變形曲線上直線段的載荷增量值,單位為牛頓(N);△h——對(duì)應(yīng)△P的剪切變形增量值,單位為毫米(mm)。芯子試樣按式(4)計(jì)算:h。——試樣厚度,單位為毫米(mm);△h.——對(duì)應(yīng)△P的剪切變形增量值,單位為毫米(mm)。10.4試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果按GB/T1446的規(guī)定。11試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容除應(yīng)符合GB/T1446的規(guī)定外,還應(yīng)包括以下部分:a)試驗(yàn)的類型:拉剪或壓剪;b)試樣的描述:芯子材料,如果有面板,描述面板材料;
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