碳纖維複合材料拉伸試驗怎麽做？從原理到操作方法均有介紹！

上周有位做碳纖維行業的客戶聯係到我們，近期想購買一台萬能材料試驗機做碳纖維的拉伸試驗，用來測試碳纖維板材的最大力和拉伸強度，希望我們推薦一下！本文【K8凯发 引领业界測控】小編就給大家分享一下碳纖維拉伸試驗設備怎麽選？順便附上碳纖維的拉伸試驗的操作方法，方便大家查找使用！感興趣的朋友一起往下看吧！

碳纖維板是將同一方向排列的碳素纖維使用樹脂浸潤硬化形成碳纖維板材，能有效解決多層碳纖維布施工困難和工程量大的問題，補強效果好，施工便捷。采用優質碳纖維原料與良好基本樹脂，碳纖維板材具有拉伸強度高、耐腐蝕性、抗震性、抗衝擊性等良好性能。

 

一、 碳纖維拉伸試驗原理

沿試樣軸向勻速施加靜態拉伸載荷，直到試樣斷裂或達到預定的伸長，在整個過程中，測量施加在試樣上的截荷和試樣的伸長，以測定拉伸應力（拉伸屈服應力、拉伸斷裂應力或拉伸強度）、拉伸彈性模量、泊鬆比、斷裂伸長率和繪製應力-應變曲線等。

二、 試樣要求

啞鈴型試樣實物圖參考

1、 試樣型式和尺寸

1.1 測定拉伸應力、拉伸彈性模量、斷裂伸長率和應力-應變曲線試樣型式和尺寸見圖1、圖2、表1 和圖3。

1.2 Ⅰ型試樣適用於纖維增強熱塑性和熱固性塑料板材；Ⅱ型試樣適用於纖維增強熱固性塑料板材。Ⅰ、Ⅱ型仲裁試樣的厚度為4mm。

1.3 Ⅲ型試樣隻適用於測定模壓短切纖維增強塑料的拉伸強度。其厚度為3mm和6mm 兩種。仲裁試樣的厚度為3mm。測定短切纖維增強塑料的其他拉伸性能可以采用工型或Ⅱ型試樣。

1.4 測定泊鬆比試樣型式和尺寸見圖4。

2、 試樣製備

2.1 I、Ⅱ型及泊鬆比試樣采用機械加工法製備。Ⅲ型試樣采用模塑法製備。

2.2 Ⅱ型試樣加強片材料、尺寸及粘結工藝參見附錄A。

 

3、 試樣數量

力學性能試樣每組不少於5個，並保證同批有5個有效試樣。物理性能試樣按相應標準的規定。

三、試驗設備

 

1、K8凯发 引领业界單柱萬能材料試驗機

該試驗機主體結構為單空間立柱結構，配合不同夾具可做拉伸、彎曲、剪切等試驗。進行試驗力校準時應將標準測力計放在工作台上。主機的右側為計算機控製顯示部分。

2、K8凯发 引领业界雙柱萬能材料試驗機

該試驗機主體結構為雙絲杠落地式結構，雙空間試驗，其中上空間為拉伸空間，下空間為壓縮、彎曲空間，進行試驗力校準時應將標準測力計放在工作台上。主機的左側為計算機控製顯示部分。

 

 以上兩種設備均采用交流伺服電機及調速係統一體化結構驅動皮帶輪減速係統，經減速後帶動精密滾珠絲杠副進行加載。電氣部分包括負荷測量係統和位移測量係統組成。所有的控製參數及測量結果均可以在計算機屏幕上實時顯示，可計算試樣的彈性模量、抗拉強度、斷後延伸率等參數。並具有過載保護等功能。

四、拉伸夾具實物圖：

六、 試驗條件

1、 試驗環境條件

溫度：（23士2）℃；相對濕度：（50±10）%。

1.1 實驗室非標準環境條件

若不具備實驗室標準環境條件時，選擇接近實驗室標準環境條件的實驗室環境條件。

2、 加載速度

2.1 測定拉伸彈性模量、泊鬆比、斷裂伸長率和繪製應力-應變曲線時，加載速度一般為2mm/min。

2.2 測定拉伸應力（拉伸屈服應力、拉伸斷裂應力或拉伸強度）時：

a） 常規試驗中，Ⅰ型試樣的加載速度為10 mm/min；Ⅱ、Ⅲ型試樣的加載速度為5mm/min；

b）仲裁試驗中，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型試樣的加載速度均為2mm/min。

 

七、試驗步驟

1、 試驗前，試樣需經外觀檢查，如有缺陷和不符合尺寸及製備要求者，應予作廢。

2、 試樣狀態調節

2.1 試驗前，試樣在實驗室標準環境條件下至少放置24h。

2.2 若不具備實驗室標準環境條件，試驗前，試樣可在幹燥器內至少放置24h。

2.3 特殊狀態調節條件按需要而定。

 

3、將合格試樣進行編號、劃線和測量試樣工作段任意三處的寬度和厚度，取算術平均值。測量精度按試樣尺寸測量精確到001mm。

 

4、夾持試樣，使試樣的中心線與上、下夾具的對準中心線一致。

 

5、加載速度按7.2的規定。

 

6、在試樣工作段安裝測量變形的儀表。施加初載（約為破壞載荷的5%），檢查並調整試樣及變形測量儀表，使整個係統處於正常工作狀態。

 

7、 測定拉伸應力時連續加載直至試樣破壞，記錄試樣的屈服載荷、破壞載荷或最大載荷及試樣破壞形式。

 

8、測定拉伸彈性模量、泊鬆比時，無自動記錄裝置可采用分級加載，級差為破壞載荷的5%～10%，至少分五級加載，施加載荷不宜超過破壞載荷的50%。一般至少重複測定三次，取其兩次穩定的變形增量，記錄各級載荷和相應的變形值。

 

9、 測定拉伸彈性模量、泊鬆比、斷裂伸長率和繪製應力-應變曲線時，有自動記錄裝置，可連續加載。

 

10、若試樣出現以下情況應予作廢：

a） 試樣破壞在明顯內部缺陷處；

b） I型試樣破壞在夾具內或圓弧處；

c） Ⅱ型試樣破壞在夾具內或試樣斷裂處離夾緊處的距離小於10mm。

 

11、同批有效試樣不足五個時，應重作試驗。

 

12、 Ⅲ型試樣破壞在非工作段時，仍用工作段橫截麵積來計算拉伸強度。且應記錄試樣斷裂位置。

 

八、計算

1、 拉伸應力（拉伸屈服應力、拉伸斷裂應力或拉伸強度）按式（1）計算：

2、 試樣斷裂伸長率按式（2）計算：

3、 拉伸彈性模量采用分級加載時按式（3）計算：

4、 采用自動記錄裝置測定時，對於給定的應變εm=0.0025和ε'=0.0005，拉伸彈性模量按式（4）計算：

5、 泊鬆比按式（5）計算：

6、繪製應力-應變曲線。

 

九、 試驗報告

試驗報告的內容包括以下各項全部或部分：

a） 試驗項目名稱及執行標準號；

b） 試樣來源及製備情況，材料品種及規格；

c） 試樣編號、形狀、尺寸、外觀質量及數量；

d） 試驗溫度、相對濕度及試樣狀態調節；

e） 試驗設備及儀器儀表的型號、量程及使用情況等；

f） 試驗結果：

給出每個試樣的性能值（必要時，給出每個試樣的破壞情況）、算術平均值、標準差及離散係數。若要求給出平均值的置信度，按ISO2602-1980計算規定。

g） 試驗人員、日期及其他。

 

以上就是小編介紹的關於碳纖維拉伸試驗設備怎麽選？以及碳纖維拉伸試驗原理、試樣要求、試驗條件還有試驗方法與試驗報告分享了，希望能給大家帶來幫助！如果您對本文碳纖維拉伸試驗還有不明白的，歡迎給我們留言，K8凯发 引领业界的技術團隊也會為您解答！