ASTM D5379/D5379M-19复合材料 V 型缺口梁法剪切性能标准试验方法

ASTM D5379/D5379M-19复合材料 V 型缺口梁法剪切性能标准试验方法

11 试验步骤
11.1 试验前应确定的参数
11.1.1 剪切试样的取样方法、试片类型与几何尺寸，以及如有要求的调质随行件。
11.1.2 所需剪切性能及数据报告格式。
注 8：应在试验前根据具体材料性能、精度及数据报告要求，选择合适的仪器与数据记录设备，并估算工作应力与应变水平，以便选用应变片、校准设备及确定设备参数。
11.1.3 环境调质试验参数。
11.1.4 若需测定密度及增强体体积分数，应确定其取样方法、试样几何尺寸及试验参数。

11.2 通用要求
11.2.1 任何对本试验方法的偏离（无论有意或无意）均须报告。
11.2.2 Zui终机加后，按 7.1 规定的精度测量并记录缺口处试样宽度 w 和厚度 h，计算横截面积：
  A = w × h  (1)
将所得值记为试样横截面积 A，单位为 mm² [in.²]，并验证缺口角度、深度及圆弧半径均满足规定公差。
注 9：委托方可要求在机加试样经调质或环境暴露后进行附加测量。

11.2.3 按图 6 所示位置粘贴应变片。

11.3 试验速度
为在标距段内获得近似恒定剪切应变率，设定试验速度。若试验机无应变控制功能，可通过反复监测并调整施力速率，使应变片响应随时间基本保持恒定，从而在 1–10 min 内发生破坏。若无法合理估计材料极限应变，先用以下标准速度进行预试验，再根据所得极限应变及系统柔度调整应变率：
11.3.1 应变控制试验：工程剪应变率取 0.01 min⁻¹。
11.3.2 恒横梁位移试验：横梁位移速率取 2 mm/min [0.05 in./min]。
注 10：高柔度试验机系统若采用固定横梁速度，实际应变率将远低于要求值。

11.4 试验环境
将试样调质至所需湿度分布，并尽可能在同一调质流体暴露水平下试验。但若对含湿试样进行高温试验，对常规环境箱提出过高要求，则可修改机械试验环境，例如：在高温、无流体暴露条件下试验，但规定从调质箱取出到破坏的Zui长时间。所有环境修改须记录。
11.4.1 若试验区环境与调质环境不同，试验前应将试样存放于调质环境中。

11.5 夹具安装
注 11：本试验在压缩模式下进行，试验机设一固定头与一活动头。为叙述方便，以下以立式试验机为例；活动头位置及力传感器安装侧不作强制要求。
本试验夹具分为两半，上半部安装于试验机上横梁。为描述方便，将带底座与导向柱的一半称“下夹具”（置于下横梁），带导向套的一半称“上夹具”（装于上横梁）。

11.5.1 检查夹具：检查夹具钳口/夹持区磨损及导向轴承与轴之间的松动，如有缺陷应修复。
11.5.2 将夹具置于下横梁：使夹具支撑面与加载轴线垂直。
11.5.3 将上夹具连接至上横梁：图中所示转接件为可选，视试验机而定。多数情况下可用螺纹杆将上夹具与上横梁上的螺纹板连接，两螺母锁紧，一锁夹具活动部，一锁板，预紧螺杆以提高刚度。
11.5.4 对中夹具：移动试验机横梁，使底座导向轴穿过上夹具轴承，两半夹具按图 3 所示对正。移动底座，使下夹具背墙与上夹具背墙共面。
注 12：可制作一略小于试样名义尺寸的平面对中板，用两螺钉穿过该板与夹具上对应螺孔连接并拧紧，即可实现左右夹具对中及背墙共面。

11.6 试样安装与传感器连接
11.6.1 连接应变片：将试样应变片接入数据采集系统并进行必要预校准。
注 13：虽非强制，但能在安装试样时实时观察应变片响应，可显著减小不期望的预载。
11.6.2 力清零：验证载荷传感器校准并清零，安装试样时应能实时观察力值以减小预载。
11.6.3 松开钳口：松开两夹具钳口，使试样宽度方向可自由插入并留间隙；调整活动头使上下夹具大致垂直对正；将对中工具置于下夹具槽中。
11.6.4 装入试样：将试样松散放入两夹具并整理应变片引线；将试样背面紧贴背墙或垫片；垂直上拉对中工具，使其进入缺口，按图 10 将试样 V 型缺口中心与夹具中心对准。
注 14：若使用背面应变片，可先将下夹具钳口左移至两夹具间出现空隙，将引线穿过该空隙后再右移钳口，留出试样安装间隙。
11.6.5 轻紧左侧钳口：保持试样居中，轻紧下夹具左侧钳口，切勿过紧，以免引起不期望的预载或损伤材料。此时试样与上夹具应留间隙，且试验机力值显示为零；否则调整横梁或上夹具钳口，直到满足上述条件，必要时重复操作。
11.6.6 轻紧右侧钳口：移动横梁使上夹具上表面刚好接触试样右侧上表面但不加载；应变仪清零；轻紧上夹具右侧钳口，切勿过紧，以Zui小化预载（典型不可避免预载 40–80 N [10–20 lbf]）。
11.6.7 Zui终检查：试样应已居中，加载轴线通过试样缺口中心；左右钳口已轻紧，试样正反面均与上下夹具表面接触，背面远离标距区处有轻支撑；仪器检查完毕，试样准备加载。

11.7 加载
以规定速率施加载荷至试样破坏，记录数据。

11.8 数据记录
连续或以 2–3 次/秒的采样频率记录力-应变（或位移）曲线；每试验至少 100 个数据点。若观察到过渡区或初始铺层破坏，应记录相应力、应变及破坏模式；若试样Zui终破坏，应记录Zui大力、破坏力及尽可能接近破坏瞬时的应变。若工程剪应变达到 5 % 仍未Zui终破坏，数据应截断至该值。破坏力的解释见第 6 章。

11.9 破坏模式
记录试样的破坏模式与位置，如可能，应采用图 11 所示三位代码进行标准描述。

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