GB/T 43116-2023 纖維增強塑料復(fù)合材料 包括縮減和擴展認證的復(fù)合材料標準認證方案（正式版）

ICS83.120GB/T43116—2023/ISO20144:2019認證的復(fù)合材料標準認證方案(ISO20144:2019,IDT)國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T43116—2023/ISO20144:2019 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 1 4 5 56試驗矩陣和試樣取樣 6 68試驗板制備和試樣加工 9試驗要求 10結(jié)果表示(標準化數(shù)據(jù)表) 附錄A(規(guī)范性)報告單 附錄B(規(guī)范性)統(tǒng)計參數(shù)的確定 ⅢGB/T43116—2023/ISO20144:2019本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件等同采用ISO20144:2019《纖維增強塑料復(fù)合材料包括縮減和擴展認證的復(fù)合材料標準請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由中國建筑材料聯(lián)合會提出。本文件由全國纖維增強塑料標準化技術(shù)委員會(SAC/TC39)歸口。1GB/T43116—2023/ISO20144:2019纖維增強塑料復(fù)合材料包括縮減和擴展認證的復(fù)合材料標準認證方案確定B基準設(shè)計許用值。1.2本文件提供了復(fù)合材料的標準認證方案(SQP)、擴展認證方案(EQP)和縮減認證方案(RQP)。驗方法的核心部分與SQP相同。1.3本文件適用于以結(jié)構(gòu)件或次結(jié)構(gòu)件為應(yīng)用的纖維增強熱固性和纖維增強熱塑性復(fù)合材料。本文1.4附錄A提供了報告單，統(tǒng)一了試驗數(shù)據(jù)的表達方式。附錄B提供了確定B基準設(shè)計許用值的統(tǒng)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ISO62塑料吸水性的測定(Plastics—Determinationofwaterabsorption)ISO75-3塑料負荷變形溫度的測定第3部分：高強度熱固性層壓材料和長纖維增強塑料(Plastics—Determinationoftemperatureofdeflectionunderload—Part3:High-strengththermosettinglaminatesandlong-fibre-reinforcedplastics)ISO291塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的標準環(huán)境(Plastics—Standardatmospheresforconditioningandtesting)ISO527-4塑料拉伸性能的測定第4部分：各向同性和正交各向異性纖維增強塑料復(fù)合材料的試驗條件(Plastics—Determinationoftensileproperties—Part4:Testconditionsforisotropicandorthotropicfibre-reinforcedplasticcomposites)ISO527-5塑料拉伸性能的測定第5部分：單向纖維增強塑料復(fù)合材料的試驗條件(Plastics—Determinationoftensileproperties—Part5:Testconditionsforunidirectionalfibre-rein-forcedplasticcomposites)2ISO1172紡織玻璃纖維增強塑料預(yù)浸料、模塑料和層壓板紡織玻璃纖維和礦物填料含量的測定煅燒法(Textile-glass-reinforcedplastics—Prepregs,mouldingcompoundsandlaminates—terminationofthetextile-glassandmineral-fillercontent—Calcinationmethods)ISO1183(所有部分)塑料非泡沫塑料密度的測定(Plastics—Methodsfordeterminingthedensityofnon-cellularplastic)ISO1268(所有部分)纖維增強塑料試驗板制備方法(Fibre-reinforcedplastics—Methodsofproducingtestplates)ISO1675塑料液體樹脂用比重瓶法測定密度(Plastics—Liquidresins—Determinationofdensitybythepyknometermethod)ISO2818塑料機械加工制備試樣(Plastics—Preparationoftestspecimensbymachining)ISO6603-2塑料硬質(zhì)塑料穿刺沖擊性能的測定第2部分：儀器化沖擊試驗(Plastics—Deter-minationofpunctureimpactbehaviourofrigidplastics—Part2:Instrumentedimpacttesting)ISO6721-11塑料動態(tài)力學性能的測定第11部分：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(PlasticsDeterminationofdynamicmechanicalproperties—Part11:Glasstransitiontemperature)ISO9782塑料增強模塑料和預(yù)浸料表觀揮發(fā)物含量的測定(Plastics—Reinforcedmouldingcompoundsandprepregs—Determinationofapparentvolatile-mattercontent)reinforcedplastics—Mouldingcompoundsandprepregs—Determinationofmassperunitareaandfi-bremassperunitarea)ISO11357-1塑料差示掃描量熱法(DSC)第1部分：通則[Plastics—Differentialscanningcalorimetry(DSC)—Part1:Generalprinciples]ISO11357-2塑料差示掃描量熱法(DSC)第2部分：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和臺階高度的測定[Plastics—Differentialscanningcalorimetry(DSC)—Part2:Determinationofglasstransitiontempera-注：GB/T19466.2—2004塑料差示掃描量熱法(DSC)第2部分：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測定(ISO11357-2:定[Plastics—Thermomechanicalanalysis(TMA)—Part2:Determinationofcoefficientoflinearthermalexpansionandglasstransitiontemperature]注：GB/T36800.2—2018塑料熱機械分析法(TMA)第2部分：線性熱膨脹系數(shù)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測定(ISO11359-2:1999,IDT)(Fibrereinforcedplastics—Mouldingcompoundsandprepregs—Determinationofresin,reinforced-3GB/T43116—2023/ISO20144:2019fibreandmineral-fillercontent—Dissolutionmethods)注：GB/T32788.5—2016預(yù)浸料性能試驗方法第5部分：樹脂含量的測定(ISO11667:1997,MOD)ISO12815纖維增強塑料復(fù)合材料擠壓強度的測定(Fibre-reinforcedplasticcomposites—De-terminationofplain-pinbearingstrength)ISO12817纖維增強塑料復(fù)合材料開孔壓縮強度的測定(Fibre-reinforcedplasticcomposites—Determinationofopen-holecompressionstrength)ISO14125纖維增強塑料復(fù)合材料彎曲性能的測定(Fibre-reinforcedplasticcomposites—De-terminationofflexuralproperties)ISO14126纖維增強塑料復(fù)合材料面內(nèi)壓縮性能的測定(Fibre-reinforcedplasticcomposites—Determinationofcompressivepropertiesinthein-planedirection)ISO14127碳纖維增強復(fù)合材料posites—Determinationoftheresin,fibreandvoidcontents)剪切強度(Fibre-reinforcedplasticcomposites—Determinationofthein-planeshearstress/shearstrainresponse,includingthein-planeshearmodulusandstrength,bytheplusorminus45degreetensiontestmethod)ISO14130纖維增強塑料復(fù)合材料短梁法測定表觀層間剪切強度(Fibre-reinforcedplasticcomposites—Determinationofapparentinterlaminarshearstrengthbyshort-beammethod)注：JC/T773—2010纖維增強塑料短梁法測定層間剪切強度(ISO14130:1997,IDT)ISO15024纖維增強塑料復(fù)合材料單向增強材料I型層間斷裂韌性Grc的測定(Fibre-reinforcedplasticcomposites—DeterminationofmodeIinterlaminarfracturetoughness,G1c,foru-nidirectionallyreinforcedmaterials)注：GB/T28891—2012纖維增強塑料復(fù)合材料單向增強材料I型層間斷裂韌性Gic的測定(ISO15024:2001,IDT)ISO15034復(fù)合材料預(yù)浸料樹脂流動度的測定(Composites—Prepregs—Determinationofresinflow)注：GB/T32788.2—2016預(yù)浸料性能試驗方法第2部分：樹脂流動度的測定(ISO15034:1999,MOD)ISO15040復(fù)合材料預(yù)浸料凝膠時間的測定(Composites—Prepregs—Determinationofgeltime)注：GB/T32788.1—2016預(yù)浸料性能試驗方法第1部分：凝膠時間的測定(ISO15040:1999,MOD)ISO15114纖維增強塑料復(fù)合材料用校準端載荷分裂試驗(C-ELS)和有效裂紋長度法測定單tureresistanceforunidirectionallyreinforcedmaterialsusingthecalibratedend-loadedsplit(C-ELS)testandaneffectivecracklengthappspecimens)ISO18352碳纖維增強塑料在特定沖擊能量等級下測定沖擊后壓縮性能(Carbon-fibre-rein-forcedplastics—Determinationofcompression-after-impactpropertiesataspecifiedimpact-energyEN821-1先進技術(shù)陶瓷單片陶瓷熱物理性能第1部分：熱膨脹的測定(Advanced4GB/T43116—2023/ISO20144:2019malexpansion)EN2823航空航天系列纖維增強塑料暴露于潮濕環(huán)境對物理和力學性能影響的測定(Aero-spaceseries—Fibrereinforcedplastics—Determinationoftheeffectofexposuretohumidatmosphereonphysicalandmechanicalcharacteristics)ASTMD5766纖維增強塑料復(fù)合材料開孔拉伸強度的測定(Fibre-reinforcedplasticcompos-ites—Determinationoftheopen-holetensilestrength)3.1注1:預(yù)浸料使用前能儲存一段時間(熱固性樹脂基預(yù)浸料通常需冷藏)。注2:在本文件中預(yù)浸料作為通用術(shù)語，指通過加壓和/或加熱方式制造最終制品的中間材料。3.23.33.4注1:對于制備試驗板的材料，垂直于1軸的面內(nèi)方向定義為2軸。若纖維優(yōu)先取向未知，則1軸為復(fù)合材料或增強材料的生產(chǎn)方向(如織物的經(jīng)向)。注3:ISO1268-4:2005附錄A給出了多向鋪層命名系統(tǒng)的說明。5GB/T43116—2023/ISO20144:20193320%)00圖1單向纖維增強復(fù)合材料試驗板坐標軸材料性能的限定值，由樣本試驗數(shù)據(jù)，按規(guī)定要求統(tǒng)計分析后確定的在95%置信度下，99%性能數(shù)值群的值不低于此值，簡稱A基準值。注：在95%置信度下，1%性能數(shù)值群的值低于此值。材料性能的限定值，由樣本試驗數(shù)據(jù)，按規(guī)定要求統(tǒng)計分析后確定的在95%置信度下，90%性能數(shù)值群的值不低于此值，簡稱B基準值。注：在95%置信度下，10%性能數(shù)值群的值低于此值?；趪H公認的試驗方法，結(jié)合取樣批次要求和試驗板制備方法，提供初始的“標準認證方案”。在材料篩選和初步設(shè)計階段，采用B基準設(shè)計許用值，SQP提供了初始材料放行的最小數(shù)據(jù)集。SQP適用于高性能/各向異性明顯的預(yù)浸料。RQP可更容易、更快速地評估各向異性不明顯的材料。EQP提供了試樣級的試驗方法，在模擬服役條件下評估材料性能，如孔的應(yīng)力集中和模擬損傷。注：值得注意的是，對于A基準設(shè)計許用值，根據(jù)被測性能對批次和生產(chǎn)運行的敏感性，適當增加批次數(shù)和生產(chǎn)運行次數(shù)，試樣數(shù)量增加到100倍左右。5試驗方法和試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)表1和表2規(guī)定了SQP/RQP采用的性能、試驗方法/適用標準和材料批次數(shù)。表3規(guī)定了EQP采用的性能、試驗方法/適用標準和材料批次數(shù)。表1、表2和表3中每項標準的詳細名稱見第2章。表2和表3給出了包括濕熱狀態(tài)調(diào)節(jié)后的“非室溫”試驗條件。對于非航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用，根據(jù)與用戶達成的協(xié)議能調(diào)整試驗條件(見9.3)。在室溫(RT)試驗條件下，試樣應(yīng)按ISO291的規(guī)定進行狀態(tài)調(diào)節(jié)。在非室溫或濕熱狀態(tài)調(diào)節(jié)后的試驗條件下，試樣應(yīng)按相關(guān)試驗方法、材料規(guī)范或供應(yīng)商與用戶達成的協(xié)議進行狀態(tài)調(diào)節(jié)。若無材料應(yīng)用相關(guān)信息，應(yīng)按在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的要求選擇試驗條件和試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)方法。注：ISO3205給出了選擇“非室溫”試驗溫度的指導(dǎo)。6GB/T43116—2023/ISO20144:20196試驗矩陣和試樣取樣表1、表2和表3詳細規(guī)定了復(fù)合材料認證的試驗制度(試驗方法和試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)見第5章),給出了各項試驗方法在不同試驗條件下所對應(yīng)的試樣取樣批次數(shù)。各項試驗方法中有關(guān)范圍、試樣尺寸和失效準則等要素應(yīng)遵守其標準要求。根據(jù)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵程度(即數(shù)據(jù)在設(shè)計、材料篩選等方面的重要性),試樣應(yīng)從1個或3個批次材料中制備和測試。為使測試值盡可能代表被測材料，宜從3個批次材料中取樣，并且這3個批次的材料應(yīng)是批次材料中制備2塊試驗板。每塊試驗板應(yīng)制備5個試樣，在特定的試驗條件下，每項性能測試應(yīng)提供30個試樣。以類似的方式，當選用1個批次材料時，應(yīng)從單個批次材料中制備2塊試驗板(獨立的制備方法),每項性能測試應(yīng)提供10個試樣(每塊試驗板制備5個試樣)。某些試驗方法規(guī)定的試樣數(shù)量少于5個，但在本文件中每塊試驗板應(yīng)制備5個試樣，試樣數(shù)量不少于10個。試樣的選取和可追溯性(如上所述)如圖2所示。注：對于傳統(tǒng)的熱固性樹脂基預(yù)浸料，至少采用2個獨立的制備方法制備6塊試驗板，即1、3和5號試驗板選擇一種鋪層方式和固化周期(制備方法A),2、4和6號試驗板選擇另一種鋪層方式和固化周期(制備方法B)。第3批第3批3號試驗板4號試驗板5個試樣5個試樣5號試驗板6號試驗板制備方法A制備方法B2號試驗板5個試樣5個試樣5個試樣5個試樣第2批第1批7儀器設(shè)備試驗用的儀器設(shè)備應(yīng)按相關(guān)試驗方法要求，取得測量結(jié)果可溯源到國際單位制(SI)的有效校準證表1標準認證方案組分和復(fù)合材料性能批次要求性能標準單位材料批次數(shù)試驗條件和補充說明組分性能1單位面積質(zhì)量32單位面積纖維質(zhì)量33纖維和基體的體積含量%37GB/T43116—2023/ISO20144:2019表1標準認證方案組分和復(fù)合材料性能批次要求(續(xù))性能標準單位材料批次數(shù)試驗條件和補充說明4凝膠時間*min3不適用于熱塑性樹脂基體5基體流動度%3不適用于熱塑性樹脂基體；觀察試樣的質(zhì)量變化6玻璃化轉(zhuǎn)變溫度*℃3熱固性樹脂基體的服役溫度指標，但不適用于熱塑性樹脂基體7揮發(fā)物含量%3不適用于熱塑性樹脂基體8纖維密度3適用于碳纖維，但也可適用于其他纖維，取決于選用的試驗方法9負荷變形溫度℃3最高服役溫度指南基體密度3復(fù)合材料性能熱膨脹系數(shù)%/℃1ISO11359-2僅適用于熱膨脹系數(shù)大于10?%/℃的材料室溫環(huán)境下的吸濕性%1報告飽和吸濕率濕熱環(huán)境下的吸濕性%1在70℃/85%RH環(huán)境下狀態(tài)調(diào)節(jié)報告飽和吸濕率DMA法測定的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度℃3與熱固性樹脂基體服役溫度有關(guān)，但與熱塑性樹脂基體無關(guān)T由儲能模量與溫度曲線的拐點確定最終的鋪層厚度mm3將層合板厚度除以“鋪層”數(shù)，得到名義上的“層”厚度纖維、基體和孔隙的體積含量%3ISO14127適用于碳纖維增強復(fù)合材料ISO1172適用于玻璃纖維增強復(fù)合材料用ISO1183測定材料的密度(如需要)·不適用于熱塑性樹脂基體。00表2標準認證方案復(fù)合材料力學性能批次要求性能符號標準單位試驗條件試驗條件和補充說明干態(tài)拉伸JMul)單向多向MPa1311試樣尺寸和試驗細節(jié)見標準(1)=均衡織物不需要對于正交各向異性材料，v2通常由以下關(guān)系式計算：V21=vi2(E22/E)注：在ISO527中，v=μMPa11E131111EMu%1311EM22%11V121V131V21V231壓縮單向多向MPa1313試樣尺寸和試驗細節(jié)見標準A、B?和B?型試樣，用方法1(剪切加載)或方法2(端部加載)進行測試(1)=均衡織物不需要0Mc22MPa11131311EMel%1313EMa22%11±45°拉伸法測定的剪切TM12MPa131111YM12%131111131111表2標準認證方案復(fù)合材料力學性能批次要求(續(xù))性能符號標準單位試驗條件試驗條件和補充說明干態(tài)層間剪切強度TMi13131311彎曲TMil3試樣尺寸和試驗細節(jié)見標準提供關(guān)于選用方法的詳細說明方法A(三點彎曲)是默認方法333G3表3擴展認證方案復(fù)合材料力學性能批次要求性能符號標準單位試驗條件試驗條件和補充說明干態(tài)—55℃開孔拉伸ASTMD5766MPa準各向同性鋪層注：Kor是無量綱應(yīng)力集中系數(shù)，用oour和無開孔拉伸強度(用ISO527-4測定，批次數(shù)見括號)計算得到開孔壓縮MPa準各向同性鋪層和無開孔壓縮強度(用ISO14126測定，批次數(shù)見括號)計算得到05表3擴展認證方案復(fù)合材料力學性能批次要求(續(xù))性能符號標準單位試驗條件試驗條件和補充說明干態(tài)70℃/85%RH—55℃RT擠壓強度MPa133準各向同性鋪層銷釘，無約束(即無墊圈、螺母或施加扭矩)儀器化沖擊N33準各向同性鋪層獲取試驗結(jié)果所需的附加信息見標準，如試樣尺寸、支撐參數(shù)和失效準則等mmJJmm沖擊后壓縮強度Apmm233準各向同性鋪層Ap——用超聲波C掃描檢測的損傷投影面積0MCAIMPaEMCAI%I型斷裂韌性GicJ/m231僅推薦完全單向鋪層型斷裂韌性GicJ/m231僅推薦完全單向鋪層注：=不需要或僅根據(jù)特殊要求。GB/T43116—2023/ISO20144:20198試驗板制備和試樣加工試驗板按ISO1268(所有部分)規(guī)定的制備方法(根據(jù)材料類型、相關(guān)工藝路線和待測性能選擇)或最接近的等效方法制備，試樣由試驗板經(jīng)機械加工制備。如適用，機械加工按ISO2818(附加指導(dǎo)見參考文獻[4])的規(guī)定，試樣尺寸應(yīng)符合相關(guān)試驗方法給出的尺寸要求(見表1～表3推薦的標準)。9試驗要求9.1標準認證方案應(yīng)采用表1和表2規(guī)定的試驗方法、試驗條件和單位。各項試驗方法給出了試樣制備和試驗的具體細節(jié)。若試驗標準中含有不同類型的方法，則應(yīng)根據(jù)增強材料或基體類型選用合適的方法。如有性能要求(見表2和表3),試樣應(yīng)沿1軸和2軸試驗；如有環(huán)境溫度要求(見表2和表3),試樣應(yīng)在相應(yīng)溫度下試驗(見ISO3205、ISO291)。溫度和狀態(tài)調(diào)節(jié)要求應(yīng)符合相關(guān)試驗方法、材料規(guī)范或供應(yīng)商與用戶達成的協(xié)議。若無明確要求，溫度和狀態(tài)調(diào)節(jié)要求應(yīng)符合航空航天的要求[即-55℃和70℃(干態(tài))試驗條件和/或70℃/85%RH(濕熱)環(huán)境狀態(tài)調(diào)節(jié)1000h后的試驗條件]。應(yīng)根據(jù)第13章記錄采用的試驗條件。9.2擴展認證方案表3中列出的前三項試驗方法(ASTMD5766、ISO12817和ISO12815)評估材料對不同應(yīng)力集中的響應(yīng)。中間兩項試驗方法(ISO6603-2、ISO18352)評估材料對沖擊載荷的響應(yīng)和后續(xù)裂紋擴展的響應(yīng)。最后兩項試驗方法評估材料在張開模式(ISO15024,模式I)和剪切模式(ISO15114,模式Ⅱ)下的層間抗裂能力。9.3縮減認證方案在某些情況下，名義上各向同性(如氈)、低各向異性(如均衡織物)或準各向同性(如單向材料按對于航空航天或同等重要領(lǐng)域，應(yīng)在一55℃、125℃或70℃/85%RH濕熱環(huán)境狀態(tài)調(diào)節(jié)后的試驗條件下進行試驗。對于其他領(lǐng)域，除RT試驗外，試驗溫度和狀態(tài)調(diào)節(jié)要求應(yīng)符合相關(guān)試驗方法、材料規(guī)范或供應(yīng)商與用戶達成的協(xié)議。10結(jié)果表示(標準化數(shù)據(jù)表)在附錄A提供的報告單中表示試驗數(shù)據(jù)，見表A.1～表A.4,視情況需要元數(shù)據(jù)信息。當采用不同試驗結(jié)果的統(tǒng)計分析按附錄B的規(guī)定，附錄B提供了確定B基準值的推薦方法。12精密度12個機構(gòu)(3個企業(yè)機構(gòu)、4個研究機構(gòu)、1個材料供應(yīng)商、3個儀器制造商和1個監(jiān)管機構(gòu))進行了實驗室間分析。根據(jù)ISO5725[5(使用95%置信限)分析和處理試驗結(jié)果，以評估從SQP中選出的5項試驗方法的重復(fù)性(衡量實驗室內(nèi)的分散性)和再現(xiàn)性(衡量實驗室間的分散性)。兩個獨立的供應(yīng)商提供了測試用的單向碳纖維/環(huán)氧樹脂預(yù)浸料。根據(jù)ISO1268相應(yīng)部分中給出的制備方法和供應(yīng)商的指導(dǎo)，在英國國家物理實驗室(NPL)制備試驗板。所有試驗板都在120℃的熱壓罐中固化。試樣由試驗板經(jīng)機械加工制備，機械加工按ISO2818的規(guī)定。使用金剛石磨粒涂層的圓鋸進行加工操作，使用水作為冷卻劑/潤滑劑。試樣按相關(guān)試驗方法中給出的尺寸和公差進行加工。使用的試驗方法為： ISO14126:——ISO14130;——ISO6721-11。分析和處理的試驗結(jié)果見表4～表7。表4材料1的重復(fù)性值、再現(xiàn)性值和平均值性能重復(fù)性條件再現(xiàn)性條件平均值rR拉伸壓縮彎曲層間剪切強度動態(tài)力學分析法(DMA)測定的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T表5材料1的重復(fù)性值、再現(xiàn)性值占平均值的百分比性能重復(fù)性值、再現(xiàn)性值占平均值的百分比/%重復(fù)性條件再現(xiàn)性條件rR拉伸V12GB/T43116—2023/ISO20144:2019表5材料1的重復(fù)性值、再現(xiàn)性值占平均值的百分比(續(xù))性能重復(fù)性值、再現(xiàn)性值占平均值的百分比/%重復(fù)性條件再現(xiàn)性條件rR壓縮彎曲層間剪切強度動態(tài)力學分析法(DMA)測定的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度表6材料2的重復(fù)性值、再現(xiàn)性值和平均值性能重復(fù)性條件再現(xiàn)性條件平均值rR拉伸OMell壓縮彎曲層間剪切強度動態(tài)力學分析法(DMA)測定的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度TGB/T43116—2023/ISO20144:2019性能重復(fù)性值、再現(xiàn)性值占平均值的百分比/%重復(fù)性條件再現(xiàn)性條件rR拉伸壓縮彎曲層間剪切強度動態(tài)力學分析法(DMA)測定的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度a)本文件名稱和編號；c)試驗日期(包括使用每項試驗方法的試驗日期);d)試驗用的標準；f)試樣尺寸；h)試驗條件；i)試樣數(shù)量；j)失效模式；1)平均值和標準差(95%置信度);GB/T43116—2023/ISO20144:2019(規(guī)范性)報告單表A.1報告單1標準認證方案材料記錄表材料記錄表編號材料代碼纖維類型纖維代碼纖維形式纖維供應(yīng)商基體類型基體代碼基體供應(yīng)商預(yù)浸料類型預(yù)浸料代碼預(yù)浸料供應(yīng)商預(yù)浸料層厚度制備工藝試驗板鋪層和厚度固化溫度和壓力后固化條件制備日期試樣加工方法試驗機等級備注簽名需加熱和/或固化的中間制品。不適用于熱塑性樹脂基體。表A.2報告單2標準認證方案組分和復(fù)合材料性能性能標準單位平均值x標準差3備注組分性能1單位面積質(zhì)量2單位面積纖維質(zhì)量3纖維和基體的體積含量%4凝膠時間min5基體流動度%6玻璃化轉(zhuǎn)變溫度℃7揮發(fā)物含量%8纖維密度9負荷變形溫度℃基體密度復(fù)合材料性能熱膨脹系數(shù)EN821-1/ISO11359-2%/℃a室溫環(huán)境下的吸濕性%濕熱環(huán)境下的吸濕性%DMA法測定的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度℃最終的鋪層厚度mm纖維、基體和孔隙的體積含量%不適用于熱塑性樹脂基體。表A.3報告單3標準認證方案復(fù)合材料力學性能性能符號標準單位試驗條件備注干態(tài)—55℃r5xSxSxSxSx5拉伸單向多向注：說明v21是通過測量還是計算得到EMu1%EMu22%V12V13Vz1V23壓縮CMell單向多向0M-22EMel1%EMc22%士45°拉伸法測定的剪切TMi2%表A.3報告單3標準認證方案復(fù)合材料力學性能(續(xù))性能符號標準單位試驗條件備注干態(tài)xs3rSxSxSxS層間剪切強度TMTM彎曲G表A.4報告單4擴展認證方案復(fù)合材料力學性能性能符號標準單位試驗條件備注干態(tài)x5xsx55xSxS開孔拉伸ASTMD5766MPa開孔壓縮MPa擠壓強度MPa表A.4報告單4擴展認證方案復(fù)合材料力學性能(續(xù))性能符號標準單位試驗條件備注干態(tài)70℃/85%RH—55℃xSSxSxSxS7S儀器化沖擊ISO6603-2NmmJJmm沖擊后壓縮強度Apmm2TMCAIMPaEMCAI%I型斷裂韌性GicJ/m2Ⅱ型斷裂韌性GicJ/m2注：醋=不需要或僅根據(jù)特殊要求。GB/T43116—2023/ISO20144:2019(規(guī)范性)統(tǒng)計參數(shù)的確定本附錄詳細說明了計算B基準值的程序，每項性能測試宜提供30個試樣，至少從3個批次材料中取樣。該程序基于參考文獻[2]中給出的方法。圖B.1中的流程圖為B基準值的統(tǒng)計分析過程提供了21從數(shù)據(jù)集內(nèi)剔除異常值否否是GB從數(shù)據(jù)集內(nèi)剔除異常值否否是開始從剔數(shù)除據(jù)異集常內(nèi)值是考慮剔除異常值是是數(shù)據(jù)集是否由至少3個批次材料的最少18個數(shù)據(jù)點組成?(B.4)是是是否檢驗出批內(nèi)異常值?否批間差異性檢驗(B.7)批間差異性是否存在?(B,8)否調(diào)查原因并剔除異常數(shù)據(jù)(B.3)無法計算穩(wěn)健的B基于經(jīng)驗和/或判斷，不可忽視差異性單個數(shù)據(jù)集合并的單個數(shù)據(jù)集內(nèi)的異常值檢驗(B.9)考慮剔除異常值是是否檢驗出單個數(shù)據(jù)集內(nèi)異常值?未剔除異常值正態(tài)分布的觀測顯著性水平(OSL)威布爾(Weibull)分布(B.12)或?qū)?shù)正態(tài)分布(B.13)計算B基準值否正態(tài)分布OSL>0.05?是圖B.1通過本文件獲得的數(shù)據(jù)計算B基準值的逐步程序B.2失效模式的有效性和一致性對于特定的強度性能，觀察到的失效模式應(yīng)在給定的環(huán)境條件下有效且一致。在不可接受失效模式下(根據(jù)相關(guān)試驗方法)測得的數(shù)據(jù)不應(yīng)包含在數(shù)據(jù)集內(nèi)。此外，若在數(shù)據(jù)集內(nèi)觀察到一系列可接受失效模式的數(shù)據(jù)，宜進一步檢查這些數(shù)據(jù)，以查看強度與失效模式之間是否存在相關(guān)性。若存在某種相關(guān)性，宜調(diào)查試樣的制備及試驗參數(shù)，以確定不同失效模式的原因。GB/T43116—2023/ISO20144:2019B.3異常數(shù)據(jù)的檢查和剔除若發(fā)現(xiàn)使試驗結(jié)果無效的客觀證據(jù)(如錯誤的失效模式),則此結(jié)果應(yīng)視為異常的數(shù)據(jù)點并從數(shù)據(jù)集內(nèi)剔除。B.4數(shù)據(jù)量根據(jù)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵程度(見第6章),SQP建議試樣應(yīng)從1個或3個批次材料中制備和測試，這分別等同于測試10個或30個試樣。根據(jù)參考文獻[2]提供的指導(dǎo)，統(tǒng)計穩(wěn)健的B基準值只能從至少3個批次材料中最少18個試樣組成的數(shù)據(jù)集內(nèi)得出。因此，在SQP中，只能計算從3個批次材料中測得性能的B基準值。對于此種情況，測試的試樣數(shù)量(30個)足以滿足參考文獻[2]中規(guī)定的最少試樣數(shù)量(18個)。對于從1個批次材料(即10個試樣)中測得的性能，這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析宜限于計算平均值和標準差。B.5批內(nèi)異常值檢驗每個批次數(shù)據(jù)集的平均值和標準差分別用公式(B.1)和公式(B.2)計算：式中：x——數(shù)據(jù)集的平均值；x;——數(shù)據(jù)集內(nèi)的單個觀測值；n——數(shù)據(jù)集內(nèi)觀測值的數(shù)量；s——數(shù)據(jù)集的標準差。…………(B.1)…………(B.2)每個數(shù)據(jù)集都應(yīng)檢驗是否存在異常值。最大賦范殘差法(MNR)應(yīng)用于異常值的定量篩選。公式(B.3)將MNR值表示為數(shù)據(jù)集平均值的最大絕對偏差除以數(shù)據(jù)集的標準差。MNR值是根據(jù)每個數(shù)據(jù)集內(nèi)每個觀測值計算的，將計算得到的MNR值和該數(shù)據(jù)集尺寸n的臨界值C[見公式(B.4)]相比較：…………(B.3)…………(B.4)式中：t——自由度為n-2的t分布的[1-a/(2n)]分位數(shù)；a——顯著性水平(推薦α=0.05)。B.6批內(nèi)異常值處理在B.5中，若計算得到的MNR值大于C值，則認為MNR最大值相對應(yīng)的數(shù)據(jù)為異常值，并從數(shù)據(jù)集內(nèi)剔除(有關(guān)剔除異常值的詳細信息見參考文獻[2])。若有一個異常值被剔除，則應(yīng)重復(fù)此過B.7批間差異性檢驗對于分組或結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，每個數(shù)值都將屬于特定的組，并且每個數(shù)據(jù)組內(nèi)通常有多個值。因此，用雙下標識別觀測值。假定數(shù)據(jù)用x,表示，i=1,…,k和j=1,…,n,,其中i表示組號，j表示組內(nèi)觀測GB/T43116—2023/ISO20144:2019值號。若k組中的第i組有n;個數(shù)值，則總觀測值數(shù)為n=n?+n?+…+nk。將經(jīng)合并的數(shù)據(jù)集內(nèi)的k樣本Anderson-Darling檢驗，是檢驗從中抽取兩組或多組數(shù)據(jù)(批次)母體為相同假設(shè)的非參數(shù)統(tǒng)計方法。該檢驗要求各組數(shù)據(jù)為來自某一母體的獨立隨機樣本。k樣本Anderson-Darling統(tǒng)計量ADK按公式(B.5)計算：………………(B.5)h;——合并樣本中等于z(;)值的個數(shù)；H;——合并樣本中小于z()值的個數(shù)加上合并樣本中等于z(;)值的個數(shù)的一半；F;——第i組中小于z()值的個數(shù)加上該組中等于z()值的個數(shù)的一半。在母體間無差異的假設(shè)下，ADK的均值近似為1,方差用公式(B.6)近似計算：…(B.6)其中a,b,c,d由公式(B.7)～公式(B.10)確定：a=(4g-6)(k-1)+(10-6g)S…………(B.7)b=(2g-4)k2+8Tk+(2g-14T-4)S-8T+4g-6………………(B.8)c=(6T+2g-2)k2+(4T-4g+6)k+(2T-6)S+4T……………(B.9)d=(2T+6)k2-4TK…………(B.10)其中S,T,g由公式(B.11)～公式(B.13)確定：…………(B.11)…………(B.12)…………(B.13)得到統(tǒng)計量ADK的標準差o,后可根據(jù)公式(B.14)計算k樣本Anderson-Darling檢驗的臨界值A(chǔ)DC:………(B.14)若臨界值A(chǔ)DC小于統(tǒng)計量ADK,則可斷定各組是從不同母體中抽取(此判斷有2.5%的錯判風B.8批間差異性處理若通過k樣本Anderson-Darling檢驗未發(fā)現(xiàn)批間的統(tǒng)計顯著差異，則所有批次數(shù)據(jù)應(yīng)合并到單個數(shù)據(jù)集。然后，統(tǒng)計分析應(yīng)繼續(xù)檢驗單個數(shù)據(jù)集內(nèi)的異常值(見B.9)。B.9合并的單個數(shù)據(jù)集內(nèi)的異常值檢驗應(yīng)按B.5中所述的程序?qū)喜⒌膯蝹€數(shù)據(jù)集進行異常值檢驗。若檢驗出異常值，應(yīng)按B.6中所述的程序進行處理。在剔除任何異常值后，應(yīng)按B.4中所述的程序進行數(shù)據(jù)量檢查，以確保有足夠的數(shù)據(jù)用于分析。圖B.1中統(tǒng)計分析程序的所有后續(xù)和相關(guān)步驟都宜重復(fù)進行。若未檢驗出異常值或在剔除異常值后還有足夠的數(shù)據(jù)用于分析，則程序應(yīng)繼續(xù)進行到B.10。B.10數(shù)據(jù)正態(tài)分布的觀測顯著性水平(OSL)計算為計算總體正態(tài)分布的B基準值，需確定總體的平均值和標準差。這些量可用公式(B.1)和公式(B.2)計算。正態(tài)分布的Anderson-Darling統(tǒng)計量AD按公式(B.15)和公式(B.16)計算：x(——樣本中第i個最小觀測值；x——樣本平均值；s——樣本標準差；F?——標準正態(tài)分布的累積分布函數(shù)。正態(tài)分布的觀測顯著性水平OSL按公式(B.17)計算：其中AD*由公式(B.18)確定：此處的OSL為正態(tài)分布對數(shù)據(jù)擬合優(yōu)度的一種衡量。若OSL值大于0.05,則接受總體符合正態(tài)分布的假設(shè)，然后按B.11的規(guī)定計算B基準值[見公式(B.19)和公式(B.20)]。若OSL值小于或等于0.05,則可判斷總體不符合正態(tài)分布(此判斷有5%的錯判風險)。若拒絕正態(tài)分布的假設(shè)，則應(yīng)使用Weibull分布或?qū)?shù)正態(tài)分布評估分析，相關(guān)程序和細節(jié)分別在B.12和B.13中給出。B.11正態(tài)分布B基準值的計算按公式(B.19)和公式(B.20)計算B基準值：B=x一kgs…………(B.19)kg≈1.282+exp[0.958-0.5201n(n)+3.19/n]…(B.20)工——樣本平均值；s——樣本標準差；kg——正態(tài)分布單側(cè)B基準值容限系數(shù)。B.12雙參數(shù)Weibull分布B基準值的計算為計算來自雙參數(shù)Weibull分布隨機樣本的B基準值，需要對形狀參數(shù)和尺度參數(shù)進行估計，一般采用極大似然法，得到極大似然估計值。通過求解公式(B.21)和公式(B.22)組成的一對似然方程，可得到形狀參數(shù)估計值β和尺度參數(shù)估計值a。GB/T43116—2023/ISO20144:2019公式(B.21)可改寫為公式(B.23):將公式(B.23)代入公式(B.22),可得公式(B.24):…………(B.23)…………(B.24)公式(B.24)可用數(shù)值方法求出β的解，然后將其代入公式(B.23)求出a。雙參數(shù)Weibull分布的Anderson-Darling統(tǒng)計量AD按公式(B.25)和公式(B.26)計算：…………(B.25)雙參數(shù)Weibull分布的觀測顯著性水平OSL按公式(B.27)計算：其中AD*由公式(B.28)確定：…………(B.28)此處的OSL為雙參數(shù)Weibull分布對數(shù)據(jù)擬合優(yōu)度的一種衡量。若OSL值小于或等于0.05,則可判斷總體不符合雙參數(shù)Weibull分布(此判斷有5%的錯判風險)。否則，接受總體符合雙參數(shù)Weibull分布的假設(shè)。有關(guān)該程序的更多信息見參考文獻[2]。對于來自雙參數(shù)Weibull分布的樣本，按公式(B.29)計算B基準值：…………(B.29)其中q由公式(B.30)確定：…………(B.30)……(B.31)B.13對數(shù)正態(tài)分布B基準值的計算對數(shù)正態(tài)分布是與正態(tài)分布簡單相關(guān)的正偏態(tài)分布。若某隨機變量為對數(shù)正態(tài)分布，則其對數(shù)為正態(tài)分布。為檢驗對數(shù)正態(tài)分布的擬合優(yōu)度，取數(shù)據(jù)的對數(shù)并按公式(B.16)進行Anderson-Darling正態(tài)性檢驗。使用自然對數(shù)將公式(B.15)替換為公式(B.32):……(B.32)式中x(u)——樣本中第i個最小觀測值；26GB/T43116—2023/ISO20144:2019x——In(x?)值的平均值；然后按公式(B.16)計算Anderson-Darling統(tǒng)計量AD,按公式(B.17)計算觀測顯著性水平OSL。若OSL值小于或等于0.05,則可判斷總體不符合對數(shù)正態(tài)分布(此判斷有5%的錯判風險)。否則，接受總體符合對數(shù)正態(tài)分布的假設(shè)。據(jù)的對數(shù)，而不是原始觀測值。然后，應(yīng)通過對數(shù)變換的逆運算，將計算出的B基準值轉(zhuǎn)換回原始27GB/T43116—2023/ISO20144:2019[1]GuidelineVDI2014Part3:DevelopmentofFibreReinforcedPlasticsComponents,Analysis,Air-craftEngineeringandAerospaceTechnology,Vol.79Issue:1,2007./10.1108/aeat.2007.12779ae.002,[GuidefromTheAssociationofGermanEngineers(VDI),publishedbyEmeraldGroupPub-[2]CompositeMaterialsHandbook(CMH-17-1G),Volume1PolymerMatrixComposites:GuidelinesforCharacterizationofstructuralMaterials,eISBN-978-0-7680-7825-1,March2012[3]ISO3205Preferredtesttemperatures(Withdrawn)[4]DAVIESA.,FOREMANA.,SHAWR.,SIMSG.D.“FibreReinforcedPlasticComposites—MachiningofCompositesandSpecimenPreparation”,NPLMeasurementGoodPracticeGuideNo.38,2001[5]ISO5725-2:1994Accuracy(truenessandprecision)ofmeasurementmethodsandresults—Part2:Basicmet