與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料相比，聚合物基復(fù)合材料（PMC）具有更高的性能和柔韌性。然而，這些優(yōu)勢是采用多種原材料并通過增加材料復(fù)雜性為代價(jià)的，因而對于這些材料的測試也帶來了一定的挑戰(zhàn)。

材料特性的基本表征包括在不同的載荷條件下進(jìn)行一系列試驗(yàn)——拉伸、壓縮、剪切和彎曲。復(fù)合材料具有各向異性（即力學(xué)性能取決于方向）和不均勻性（即材料成分不均勻，如增強(qiáng)纖維與樹脂基體）。對于關(guān)鍵的復(fù)合材料應(yīng)用，通常需要進(jìn)行其他更復(fù)雜的試驗(yàn)來確定材料在使用條件下以及在典型環(huán)境中的耐久性。比如，評估航空航天工業(yè)復(fù)合材料沖擊后壓縮（CAI）試驗(yàn)、風(fēng)能行業(yè)疲勞載荷以及汽車碰撞防護(hù)的高速拉伸試驗(yàn)都很重要。

目前，在復(fù)合材料領(lǐng)域業(yè)已形成了一系列國際和國家間測試標(biāo)準(zhǔn)（ASTM、EN、ISO、JIS），此外還有一些歷史標(biāo)準(zhǔn)仍在使用，如SACMA（高級復(fù)合材料供應(yīng)商協(xié)會）和CRAG（復(fù)合材料研究咨詢小組）等發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)。此外，諸如Nadcap等審計(jì)機(jī)構(gòu)還進(jìn)一步定義了樣品校準(zhǔn)等設(shè)備性能標(biāo)準(zhǔn)。以下將討論幾種更常見的復(fù)合材料力學(xué)試驗(yàn)：

拉伸試驗(yàn)

 復(fù)合材料層合板的平面內(nèi)拉伸試驗(yàn)是對復(fù)合材料進(jìn)行的最常見的試驗(yàn)。此外，還對樹脂浸漬纖維束（絲束）進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，來確定纖維性能，并對厚度試樣（從層壓板的厚截面上切下）進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，以確定全厚度性能。

 層壓板平面內(nèi)拉伸試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)有ASTM D3039、EN 2561和ISO 527-4/5。試樣通常與粘結(jié)片平行，以防止夾爪損壞材料并導(dǎo)致過早失效。由于可能發(fā)生過早的剪切破壞，因此不建議減小軌距截面的寬度；但是，復(fù)合材料試件寬度的適當(dāng)減小，以及帶有高摩擦涂層的平夾爪的使用，可以消除對接片的需要。

壓縮試驗(yàn)

復(fù)合材料層壓板壓縮試件要么在平行面上具有較短的，無支撐的標(biāo)距，以防止屈曲；要么具有較長的標(biāo)距長度，具有側(cè)向支撐以控制屈曲。試驗(yàn)可通過剪切荷載、端部荷載或剪切荷載和端部荷載的組合進(jìn)行加載。

各種壓縮試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和夾具是經(jīng)常使用的，如ASTM D695，ASTM D3410，ASTM D6641和ISO 14126，也可以在液壓夾具之間進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，前提是它們對齊良好且具有較高的側(cè)向剛度。

剪切試驗(yàn)

層間剪切強(qiáng)度試驗(yàn)（ILSS）或短梁剪切試驗(yàn)（SBS）是使用三點(diǎn)彎曲結(jié)構(gòu)中加載的小試樣進(jìn)行的簡單試驗(yàn)。試樣厚度與支撐跨距之比沿試樣中心線產(chǎn)生剪切破壞。常用的ILSS標(biāo)準(zhǔn)包括ASTM D2344、EN 2563和ISO 14130。ILSS試驗(yàn)提供的是表面強(qiáng)度值，而不是真實(shí)的材料特性；盡管如此，它仍是一種有效且廣泛使用的比較質(zhì)量控制測試。

面內(nèi)剪切性能可通過在纖維方向?yàn)椤?5度的樣品上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)來測量。剪切應(yīng)變由軸向和橫向應(yīng)變測量確定。與ILSS試驗(yàn)一樣，由于試樣中的應(yīng)力是剪切應(yīng)力和軸向應(yīng)力的組合，因此該試驗(yàn)不能提供剪切性能的真實(shí)值。該試驗(yàn)的通用標(biāo)準(zhǔn)包括ASTM D3518和ISO 14129。

通常使用V型缺口樣品來確定設(shè)計(jì)的剪切性能，這些樣品會在缺口區(qū)域產(chǎn)生純剪切狀態(tài)（例如ASTM D7078和ASTM D5379）。

沖擊后壓縮（CAI）試驗(yàn)

損傷容限是復(fù)合材料層壓板的一個(gè)主要問題，因?yàn)椴豢梢姷膬?nèi)部分層會導(dǎo)致強(qiáng)度的顯著降低。CAI測試主要用于考核材料的損傷容限。CAI試驗(yàn)通常在矩形層壓板上進(jìn)行，并且由兩部分組成。

在第一部分中，面板通過升降塔受到受控沖擊，然后將面板支撐在夾具中，并承受沿邊的壓縮載荷，直到失效為止。破壞載荷顯示了沖擊損傷后面板的剩余強(qiáng)度。CAI標(biāo)準(zhǔn)包括ASTM D7136、ASTM D7137和ISO 18352。

疲勞試驗(yàn)

與復(fù)合材料上大量定義明確的“靜態(tài)”試驗(yàn)相比，層合板疲勞試驗(yàn)的情況更加開放。準(zhǔn)確的對準(zhǔn)和正確的夾持以避免夾爪附近的損傷很重要，高側(cè)向剛度也很重要，以防止在包括壓縮載荷的試驗(yàn)中發(fā)生屈曲。

應(yīng)注意的是，“靜態(tài)”壓縮試驗(yàn)中使用的一些防屈曲導(dǎo)向裝置，如果由于摩擦效應(yīng)而用于循環(huán)試驗(yàn)，可能會出現(xiàn)問題。在對聚合物復(fù)合材料進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，最大測試頻率通常受到限制試件溫度升高的限制。例如，ISO 13003疲勞標(biāo)準(zhǔn)建議的最大溫升為10°C。

高速率測試

上文中描述的各種試驗(yàn)類型是在各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的緩慢應(yīng)變率下進(jìn)行的。在某些情況下，例如在獲取用于模擬碰撞行為的材料數(shù)據(jù)時(shí)，需要在較高的應(yīng)變率下進(jìn)行試驗(yàn)。通常，其目的是在一定的應(yīng)變率范圍內(nèi)繪制材料的應(yīng)力-應(yīng)變圖。

因此，可使用帶有高速力傳感器的升降塔或高速伺服液壓試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行高速拉伸或壓縮試驗(yàn)。在執(zhí)行這類工作時(shí)，伺服液壓試驗(yàn)機(jī)提供了更靈活的平臺，可以在更大的速度范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，并且可以在試驗(yàn)期間保持恒定的應(yīng)變率。

其他機(jī)械測試，對于復(fù)合材料，還可以使用多種其他標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)械測試，其中包括撓曲測試、對帶有開孔和閉孔的樣品的拉伸和壓縮測試、軸承強(qiáng)度測試和層間斷裂韌性測試。如您有相關(guān)產(chǎn)品需要咨詢，歡迎您直接來電4000-1998-38咨詢我司工作人員，獲得詳細(xì)的費(fèi)用報(bào)價(jià)與周期方案等信息。