間斷裂韌性的測定雙懸臂梁非對稱彎曲》(征求意見稿) 5 14 15 15 經委員投票表決，一致同意向國家標準化管理委員會提交項目申報號文《國家標準化管理委員會關于下達2024年第七批推薦性國家標斷裂韌性的測定雙懸臂梁非對稱彎曲》計劃的制定工作。項目由全公司北京民用飛機技術研究中心于2024年10月開始了本標準的了一致認同，同時標準技術內容的關注點如下：大部分單位均采用纖維增強復合材料Ⅰ型-Ⅱ型混合型層間斷裂韌性的測定雙懸臂梁纖維原材料、制品、風電及清潔能源等領域的27名專家對標準的編說明等進行了修改，對典型的碳纖維增強復合材料板進行了驗證試合型層間斷裂韌性的測定雙懸臂梁非對稱彎曲》征求意見稿和編制表1本標準主要起草人工作分工序號姓名單位人員分工1徐吉峰中國商用飛機有限責任公司北京民用飛機技術研究中心總負責，各單位之間的協(xié)調組織2王巖中國商用飛機有限責任公司北京民用飛機技術研究中心標準主體內容編寫3段沐楓中國商用飛機有限責任公司北京民用飛機技術研究中心標準主體內容編寫中國商用飛機有限責任公司北京民用飛機技術研究中心為主編-Ⅱ型混合型層間斷裂韌性的準確測定為復合材料的損傷容限設計采試驗方法標準》的要求編寫該標準。本標準是在參考ASTMD6671本標準使用懸臂梁非對稱彎曲方法（DCB-UBM）法來得到復合藝改變、鋪層改變等因素對復合材料的影響，可供研制和設計過程測量Ⅰ型-Ⅱ型復合型層間斷裂韌性最常用的方法為混合型彎曲(e)MMB(f)CLS圖1Ⅰ型-Ⅱ型混合型層間斷裂韌性試驗方法表1Ⅰ型-Ⅱ型型層間斷裂韌性優(yōu)劣性對比123表2現(xiàn)有測試標準要求的試樣尺寸12a)試驗機要求斷裂韌性測量試驗需要在配有張開式引伸計或視頻引伸計的試驗機上進行，并且要能自動記錄載荷-裂紋張開位移曲線，其中視頻試驗機應符合GB/T16825的相關規(guī)定，其測力系統(tǒng)準確度應為1b)試驗夾具要求圖2試驗夾具要求c)試樣形狀與尺寸要求在試樣中面植入嵌入物。若埋層尺寸太短，則容易在加載過程中造成預制裂紋臺階處的開裂，使得裂紋不在預設的對稱面上擴展。試d)加工要求e)試件預埋分層試樣安裝和加載幾個部分。其中試樣檢查和試樣狀態(tài)調節(jié)可參考驟中需要注意的事項進行說明，也是編寫本a)試驗前準備-幾何尺寸測量b)安裝對中要求c)加載與卸載要求率如5-10mm/min的位移加載速率將松弛的鋼絲繩拉緊進行預加載，1證和分析。測試中選取了兩種T800和T300級別碳纖維增強復合材料板，這兩類規(guī)格的材料（表4）在航空航天、航海和風電等領域具表44測試所用碳纖維復合材料的規(guī)格和性能碳纖維復合材料級別拉伸強度拉伸模量單層厚度表5測試試驗件矩陣材料試件編號鋪層順序鋪層層數(shù)界面試驗類型T800級層合板試件T800-P-R1-1042//018//0420//0靜力拉伸T800-P-R1-2T800-P-R2-1T800-P-R2-2T300級層合板試件T300-P-R1-1016//018//0160//0T300-P-R1-2T300-P-R1-3T300-P-R1-4T300-P-R2-1042//018//0420//0T300-P-R2-22T300-P-R2-3T300-P-R2-4圖3試驗裝置裝配圖響。本實驗中選用常用的3種預埋分層的尺寸表6預埋分層尺寸夾雜薄層Ⅰ0.013Ⅱ0.013Ⅲ0.013厚度約為9.4mm，預埋夾雜薄層放置于復合材料板的正中間位置。3a)預埋分層長度為10mm的分層形式b)預埋分層長度為15mm的分層形式4c)預埋分層長度為20mm的分層形式圖4預埋分層長度對測試結果的影響表7不同厚度試驗件矩陣材料試件編號鋪層順序鋪層層數(shù)T300級層合板試件T300-16-1016//018//0169.4T300-16-2T300-16-35T300-16-4T300-42-1042//018//042T300-42-2T300-42-3T300-42-4圖450層的試件（T300-16-1）劈開部分過程圖圖550層的試件（T300-16-2）劈開部分過程圖繪制試件T300-16-1和T300-16-2的系統(tǒng)載荷—張6a）載荷和張開位移圖b）裂紋擴展尺寸隨時間變化規(guī)律曲線圖650層的試件（T300-16-1）試驗數(shù)據(jù)曲線a）載荷和張開位移圖b）裂紋擴展尺寸隨時間變化規(guī)律曲線圖750層的試件試（T300-16-2）驗數(shù)據(jù)曲線針對同樣50層厚度的試驗件，在Ⅱ型斷裂7圖850層的試件（T300-16-3）劈開部分過程圖圖950層的試件（T300-16-4）劈開部分過程圖系統(tǒng)載荷—張開位移曲線和根據(jù)視頻測量出的裂紋擴展如圖10和圖11所示。期間由于裂紋擴展帶來的影響，其8a）載荷和張開位移圖b）裂紋擴展尺寸隨時間變化規(guī)律曲線圖1050層的試件（T300-16-3）試驗數(shù)據(jù)曲線a）載荷和張開位移圖b）裂紋擴展尺寸隨時間變化規(guī)律曲線圖1150層的試件（T300-16-4）試驗數(shù)據(jù)曲線9圖12102層的試件（T300-42-1）劈開部分過程圖圖13102層的試件（T300-42-2）劈開部分過程圖a）載荷和張開位移圖b）裂紋擴展尺寸隨時間變化規(guī)律曲線圖14102層的試件（T300-42-1）試驗數(shù)據(jù)曲線a）載荷和張開位移圖b）裂紋擴展尺寸隨時間變化規(guī)律曲線圖15102層的試件（T300-42-2）試驗數(shù)據(jù)曲線圖16102層的試件（T300-42-3）劈開部分過程圖圖17102層的試件（T300-42-4）劈開部分過程圖a）載荷和張開位移圖b）裂紋擴展尺寸隨時間變化規(guī)律曲線圖18102層的試件（T300-42-3）試驗數(shù)據(jù)曲線a）載荷和張開位移圖b）裂紋擴展尺寸隨時間變化規(guī)律曲線圖19102層的試件（T300-42-4）試驗數(shù)據(jù)曲線T300-42-4實驗結果顯示的變化規(guī)律與試件T300-42-3類似。試圖20所有樣品的載荷和張開位移曲線復合材料Ⅰ型-Ⅱ型混合型層間斷裂韌性的測定雙懸臂梁非對稱彎曲的循環(huán)比對試驗，本次試驗共發(fā)出T800級別和T30合比較各實驗室測試結果，離散度在8%-16.5%之間，各試驗室的測厚度的T300級樣品大。其他實驗室測試結果后續(xù)補充。表8層間斷裂韌性測試結果實驗室代號試件編號IR=I臨界系統(tǒng)斷裂韌性斷裂韌性平均值斷裂韌性離散度實驗室AT800-42-10.2179202.6310117.5412.8%T800-42-20.2171364.311032.45T800-42-33.4643750.892282.3382630.2316.5%T800-42-43.4643059.772978.12T300-16-10.217367.36357.037278.3012.5%T300-16-20.217416.58174.15T300-16-30.217393.77303.71T300-16-43.464425.66624.366271.638.0%T300-16-53.464402.35918.90T300-42-10.2171232.25247.924648.4118.2%T300-42-20.2171039.24048.89T300-42-