了得網自然科學_復合材料工程技術指導叢書--先進復合材料力學性能測試標準圖解

編輯推薦

該書由中國復合材料學會組織編寫，以先進樹脂基復合材料力學性能測試技術為主要對像，參照美國材料實驗協會(American Society of Testing Materials ，ASTM)相關復合材料力學性能測試標準，運用大量圖片闡述了先進樹脂基復合材料及其力學性能測試技術，介紹了纖維絲束力學性能、復合材料層板基本力學性能、復合材料層板開孔和連接結構力學性能、復合材料層板抗損傷和抗疲勞性能等，*為常見的標準測試操作方法。該書是參照國外相關復合材料測試圖書模式，四色印刷，以圖片的形式說明具體問題，直觀、明了，實際參考性強。

內容簡介

本書在標準化試驗方法的基礎之上進行了細化，采用大量實際試驗過程中的圖像資料，闡述了依據標準試驗方法評價材料力學性能過程中的被測試樣、儀器設備、環境條件和操作步驟。本書各試驗方法均具有一定的獨立性，應用過程中可以根據實際情況有針對性地進行選擇。本書圖文並茂，淺顯易懂，實用性強。本書既適合初學者作為速成教材，也適用於測試試驗室操作人員作為作業指導書使用。

作者簡介

中國復合材料學會，中國復合材料學會，中國復合材料學會登記管理機關是中華人民共和國民政部，是中國科學技術協會為業務主管單位的國家一級學會，以北京航空航天大學為支撐單位。學會成立於1989年1月，至今為止走過了25個春秋，歷經了五屆理事會，累積發展會員3千餘名，理事200名左右，涵蓋了國內復合材料研究、開發與應用的各個領域，其中兩院院士13名，下設12個專業委員會，5個工作委員會以及1個分會，1個《復合材料學報》編輯委員會。

第1章

先進樹脂基復合材料及其力學性能測試

1.1 先進樹脂基復合材料1

1.2 增強纖維2

1.3 基體樹脂4

1.4 預浸料5

1.5 層合板7
第1章

先進樹脂基復合材料及其力學性能測試

1.1 先進樹脂基復合材料1

1.2 增強纖維2

1.3 基體樹脂4

1.4 預浸料5

1.5 層合板7

1.6 積木式材料性能評價試驗組織方法8

1.7 標準化力學試驗方法9

第2章

碳纖維絲束的拉伸強剛度特性試驗測試方法

2.1 概述12

2.1.1 試驗方法簡述12

2.1.2試驗方法的意義和用途13

2.1.3適用範圍13

2.1.4執行標準13

2.1.5標準發展過程及類同試驗標準13

2.1.6標準要點14

2.2儀器設備15

2.2.1自動化樹脂浸膠裝置15

2.2.2引伸計19

2.2.3力學試驗機20

2.3試驗前的準備20

2.3.1浸膠前後纖維束單位長度質量、纖維束密度20

2.3.2拉伸試樣加強片粘貼20

2.3.2取樣數量22

2.3.3試驗環境控制22

2.3.4試樣標號23

2.4試驗過程23

2.5數據處理與報告26

2.5.1單位長度質量26

2.5.2密度26

2.5.3拉伸試驗27

第3章

樹脂基復合材料拉伸強度特性及泊松比試驗測試方法

3.1概述28

3.1.1試驗方法簡述28

3.1.2試驗方法的意義和用途28

3.1.3適用範圍28

3.1.4執行標準29

3.1.5標準發展過程及類同試驗標準29

3.1.6標準要點29

3.2儀器設備30

3.2.1遊標卡尺30

3.2.2應變片31

3.2.3引伸計31

3.2.4力學試驗機31

3.3試驗前準備32

3.3.1試樣和加強片幾何形狀32

3.3.2試驗環境控制32

3.3.3試樣尺寸測量34

3.4試驗過程35

3.5數據處理與報告38

3.5.1拉伸應力和強度38

3.5.2拉伸模量38

3.5.3拉伸泊松比39

3.5.4數據統計40

第4章

采用聯合加載方法評價樹脂基復合材料壓縮強度特性

4.1概述41

4.1.1試驗方法簡述41

4.1.2試驗方法的意義和用途41

4.1.3適用範圍42

4.1.4執行標準42

4.1.5標準發展過程及類同試驗標準42

4.1.6標準要點43

4.2儀器設備43

4.2.1遊標卡尺43

4.2.2應變片43

4.2.3引伸計44

4.2.4力學試驗機44

4.3試驗前準備44

4.3.1試樣幾何形狀44

4.3.2取樣數量44

4.3.3試驗環境控制44

4.3.4試樣尺寸測量45

4.3.5試樣裝夾46

4.4試驗過程51

4.5數據處理與報告54

4.5.1壓縮應力和強度54

4.5.2壓縮模量54

4.5.3壓縮泊松比55

4.5.4數據統計56

第5章

樹脂基復合材料彎曲性能的試驗評價

5.1概述57

5.1.1試驗方法簡述57

5.1.2試驗方法的意義和用途57

5.1.3適用範圍58

5.1.4執行標準58

5.1.5標準發展過程及類同試驗標準58

5.1.6標準要點58

5.2儀器設備59

5.2.1遊標卡尺59

5.2.2撓度計59

5.2.3力學試驗機59

5.3試驗前準備60

5.3.1試樣幾何形狀60

5.3.2取樣數量60

5.3.3試驗環境控制60

5.3.4試樣編號與尺寸測量61

5.4試驗過程61

5.5數據處理與報告65

5.5.1彎曲應力65

5.5.2彎曲強度65

5.5.3應變65

5.5.4彎曲模量66

5.5.5數據統計66

第6章

樹脂基復合材料的短梁強度測試方法

6.1概述68

6.1.1試驗方法簡述68

6.1.2試驗方法的意義和用途68

6.1.3適用範圍69

6.1.4執行標準69

6.1.5標準發展過程及類同試驗標準69

6.1.6標準要點69

6.2儀器設備69

6.2.1遊標卡尺69

6.2.2力學試驗機70

6.3試驗前準備70

6.3.1試樣幾何形狀71

6.3.2取樣數量71

6.3.3試驗環境控制71

6.3.4試樣編號與尺寸測量72

6.4試驗過程72

6.5數據處理與報告74

6.5.1短梁強度74

6.5.2數據統計75

第7章

利用±45°層壓板拉伸試驗方法評定樹脂基復合材料面內剪切特性

7.1概述76

7.1.1試驗方法簡述76

7.1.2試驗方法的意義和用途76

7.1.3適用範圍77

7.1.4執行標準77

7.1.5標準發展過程及類同試驗標準77

7.1.6標準要點78

7.2儀器設備78

7.2.1遊標卡尺78

7.2.2應變片79

7.2.3引伸計79

7.2.4力學試驗機79

7.3試驗前準備79

7.3.1試樣幾何形狀79

7.3.2取樣80

7.3.3試驗環境控制80

7.3.4試樣標號與尺寸測量81

7.4試驗過程81

7.5數據處理與報告84

7.5.1剪應力/剪應力84

7.5.2剪應變/剪應變85

7.5.3剪切模量85

7.5.4偏移剪切強度86

7.5.5數據統計86

第8章

樹脂基復合材料層壓板開孔拉伸特性的試驗評定方法

8.1概述88

8.1.1試驗方法簡述88

8.1.2試驗方法的意義和用途88

8.1.3適用範圍89

8.1.4執行標準89

8.1.5標準發展過程及類同試驗標準89

8.1.6標準要點89

8.2儀器設備90

8.2.1遊標卡尺90

8.2.2應變片90

8.2.3引伸計90

8.2.4力學試驗機90

8.3試驗前準備91

8.3.1試樣幾何形狀91

8.3.2取樣91

8.3.3試驗環境控制92

8.3.4試樣標號與尺寸測量92

8.4試驗過程94

8.5數據處理與報告97

8.5.1拉伸強度97

8.5.2數據統計97

第9章

樹脂基復合材料層壓板開孔壓縮特性的試驗評定方法

9.1概述99

9.1.1試驗方法簡述99

9.1.2試驗方法的意義和用途99

9.1.3適用範圍100

9.1.4執行標準100

9.1.5標準發展過程及類同試驗標準100

9.1.6標準要點100

9.2儀器設備101

9.2.1遊標卡尺101

9.2.2引伸計101

9.2.3力學試驗機101

9.3試驗前準備102

9.3.1試樣幾何形狀102

9.3.2取樣數量102

9.3.3試驗環境控制103

9.3.4試樣標號與尺寸測量104

9.3.5試樣裝夾104

9.4試驗過程107

9.5數據處理與報告110

9.5.1壓縮強度110

9.5.2數據統計110

第10章

復合材料層壓板螺栓連接單剪擠壓特性的試驗測定

10.1概述112

10.1.1試驗方法簡述112

10.1.2試驗方法的意義和用途113

10.1.3適用範圍114

10.1.4執行標準114

10.1.5標準發展過程及類同試驗標準114

10.1.6標準要點115

10.2儀器設備115

10.2.1遊標卡尺115

10.2.2引伸計116

10.2.3力學試驗機116

10.3試驗前準備116

10.3.1試樣幾何形狀116

10.3.2取樣數量118

10.3.3試驗環境控制118

10.3.4試樣標號與尺寸測量118

10.3.5試樣裝夾119

10.4試驗過程120

10.5數據處理與報告124

10.5.1擠壓應力/強度124

10.5.2擠壓應變124

10.5.3擠壓弦向剛度124

10.5.4有效原點的確定125

10.5.5極限擠壓應變125

10.5.6偏移擠壓應變125

10.5.7初始峰值擠壓強度125

10.5.8數據統計125

第11章

復合材料層壓板抗衝擊損傷能力的落錘衝擊試驗評定方法

11.1概述127

11.1.1試驗方法簡述127

11.1.2試驗方法的意義和用途127

11.1.3適用範圍128

11.1.4執行標準129

11.1.5標準發展過程及類同試驗標準129

11.1.6標準要點130

11.2儀器設備131

11.2.1遊標卡尺131

11.2.2深度計131

11.2.3支持夾具131

11.2.4衝擊頭132

11.2.5導向機構132

11.2.6衝擊裝置132

11.3試驗前準備132

11.3.1試樣鋪層順序132

11.3.2試樣幾何形狀與公差133

11.3.3取樣數量134

11.3.4試驗環境控制134

11.3.5試樣標號與尺寸測量135

11.4試驗過程136

11.5數據處理與報告140

11.5.1衝擊速度140

11.5.2測量的衝擊能量140

11.5.3速度-時間140

11.5.4衝擊頭位移-時間140

11.5.5吸收的能量-時間141

11.5.6數據統計141

第12章

衝擊損傷後復合材料層壓板剩餘壓縮強度的評定方法

12.1概述142

12.1.1試驗方法簡述142

12.1.2試驗方法的意義和用途142

12.1.3適用範圍143

12.1.4執行標準144

12.1.5標準發展過程及類同試驗標準144

12.1.6標準要點144

12.2儀器設備145

12.2.1遊標卡尺145

12.2.2支持夾具146

12.2.3試驗機150

12.3試驗前準備150

12.4試驗過程150

12.5數據處理與報告157

12.5.1強度157

12.5.2有效模量157

12.5.3數據統計158

第13章

采用拉-拉疲勞試驗方法評價樹脂基復合材料抗疲勞特性

13.1概述159

13.1.1試驗方法簡述159

13.1.2試驗方法的意義和用途160

13.1.3適用範圍160

13.1.4執行標準160

13.1.5標準發展過程及類同試驗標準160

13.1.6標準要點161

13.2儀器設備161

13.2.1遊標卡尺161

13.2.2疲勞試驗機162

13.3試驗前準備162

13.3.1試樣幾何形狀162

13.3.2取樣數量163

13.3.3試驗環境控制164

13.3.4試樣標號與尺寸測量（可參考ASTM D 3039/D 3039M-08）164

13.4試驗過程165

13.5數據處理與報告166

第14章

夾層蜂窩板夾芯與面板粘接性能的滾筒剝離試驗評價方法

14.1概述167

14.1.1試驗方法簡述167

14.1.2試驗方法的意義和用途167

14.1.3適用範圍168

14.1.4執行標準168

14.1.5標準發展過程及類同試驗標準168

14.1.6標準要點168

14.2儀器設備169

14.2.1遊標卡尺169

14.2.2剝離裝置169

14.2.3力學試驗機170

14.3試驗前準備170

14.3.1試樣幾何形狀170

14.3.2取樣數量170

14.3.3試驗環境控制171

14.3.4試樣標號與尺寸測量171

14.3.5試樣裝夾172

14.4試驗過程174

14.5數據處理與報告176

第15章

夾層結構面板性能的長梁彎曲試驗方法

15.1概述177

15.1.1試驗方法簡述177

15.1.2試驗方法的意義和用途177

15.1.3適用範圍178

15.1.4執行標準178

15.1.5標準發展過程及類同試驗標準178

15.1.6標準要點178

15.2儀器設備180

15.2.1遊標卡尺180

15.2.2撓度計180

15.2.3加載卡具180

15.2.4力學試驗機180

15.3試驗前準備181

15.3.1試樣幾何形狀181

15.3.2取樣數量181

15.3.3試驗環境控制181

15.3.4試樣標號與尺寸測量181

15.4試驗過程182

15.5數據處理與報告187

15.5.1力-位移行為187

15.5.2面板力187

15.5.3有效面板弦線模量188

15.5.4夾層結構彎曲剛度188

15.5.5數據統計189

附錄一

應變片粘貼方法

附錄二

符號、縮寫及單位制

附錄三

夾具設計技術的全球及中國專利分析

參考文獻231

前言

復合材料是一種高比強度、高比模量、耐腐蝕、抗疲勞的新型材料，近年來其應用從*早的航空航天領域已經逐漸拓展到國民經濟各個行業，發揮的作用也越來越重要。對復合材料力學性能的科學評價是其獲得應用的基本前提，然而新興材料力學性能的測試方法與傳統金屬材料有著顯著的區別。為了普及復合材料力學性能測試技術，作者受中國復合材料學會委托編寫了本書，作為復合材料性能測試從業人員的培訓教材。本書以先進樹脂基復合材料力學性能測試技術為主要對像，參照美國材料實驗協會（American Society of Testing Materials，ASTM）相關復合材料力學性能測試標準，概述了先進樹脂基復合材料及其力學性能測試技術，介紹了纖維絲束力學性能、復合材料層板基本力學性能、復合材料層板開孔和連接結構力學性能、復合材料層板抗損傷和抗疲勞性能等，以及*為常見的標準測試操作方法。本書*後兩章還給出了夾層板這種特殊復合材料結構典型力學性能的測試方法。在附錄中，本書針對國內外復合材料力學試驗夾具技術發展及其專利情況進行了論述，供讀者參考。本書采用圖文並茂的方式，在標準化試驗方法的基礎之上進行了細化，采用了大量實際試驗過程中的圖像資料，闡述了依據標準試驗方法評價材料力學性能過程中的被測試樣、儀器設備、環境條件和操作步驟，淺顯易懂，既適合初學者作為速成教材，也適用於試驗室操作人員作為作業指導書使用。本書各試驗方法均具有一定的獨立性，應用過程中可以根據實際情況有針對性地進行選擇。本書由白光輝任主編，張沫、郭悅任副主編，其中第1～15章由白光輝編寫，附錄一至三由張沫、郭悅編寫，參與本書編寫的還有蒙邦克、甘民可、黎增山、祁國成等。由於國內外尚同類教材可供參考，限於作者水平，書中不妥之處，懇請專家和讀者多加批評指正，以便我們進行修改、補充和不斷完善。特別感謝：北京博簡復纔技術咨詢有限公司力學試驗室利用其齊全的設備、技術和技術人員對本書編制過程的大力支持。編者 2015年6月

在線試讀

材料工業是國民經濟的基礎產業，新材料是材料工業發展的先導。在《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》（國發〔2012〕28號）中將新材料列入七大戰略性新興產業。在高性能復合材料產業方面明確提出以樹脂基復合材料和碳-碳復合材料為重點。在新材料產業創新能力建設方面，要求在重點領域建設一批新材料技術創新、產品開發、分析檢測、推廣應用和信息咨詢的公共服務平臺。據統計，2014年中國的碳纖維需求量10600t，達到全球總需求量的19.8%，而目前國內理論年產能達到1000t的企業僅有4家；當前國內開設復合材料與工程專業的高等院校僅有25所，年畢業生不足800人。專業技術人纔的培養遠遠不能滿足行業的快速發展，現有的復合材料科學研究和科技成果難以得到大範圍的普及推廣。如何全面提升復合材料從業人員的專業技術水平，提升企業產能和產品品質，提升產業競爭力，成為我國復合材料產業實現跨越式發展亟待解決的關鍵問題。在此背景下，中國復合材料學會組織編寫的《復合材料工程技術指導叢書》堅持圖文並茂的寫作方式，力求使操作人員*直觀、快速了解相關操作流程。隨著中國復合材料學會學會工程技術繼續教育繫列培訓活動的不斷發展，叢書將涵蓋復合材料力學性能測試標準、復合材料成型工藝、復合材料結構設計、復合材料成型模具加工、復合材料選材、復合材料分析檢測等復合材料工程技術各個方面，建成適合全行業從業人員的繫統性指導手冊體繫。在國家“十三五”規劃即將開始之際，衷心希望復合材料行業的從業人員能夠借助中國復合材料學會這個交流合作平臺，實現自身能力提升，尋得更多合作機會，全面提高產品品質，保障我國先進復合材料產業持續健康快速發展。 2015年5月

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