聚合物基复合材料层压板开孔压缩强度标准试验方法D 6484.doc

ASTM 标准：D6484/D6484M–04聚合物基复合材料层压板开孔压缩强度标准试验方法本试验方法由ASTM的复合材料委员会D30审定，并由单层和层压板试验方法专业委员会D30.05直接负责当前版本于2004年3月1日批准，2004年4月出版最初出版于1999年批准，上一版本以D 6484/D6484M–99编号于1999年批准Standard Test Method for Open-Hole Compressive Strength of Polymer Matrix Composite Laminates本标准以固定标准号D 6484/6484M-04发布；标准号后面的数字表示最初采用的或最近版本的年号带括号的数据表明最近批准的年号上标（e）表明自最近版本或批准以后进行了版本修改1 范围1.1 本试验方法用于确定高模量纤维增强的聚合物基复合材料多向层压板的开孔压缩强度复合材料形式限于连续纤维或不连续纤维增强（单向带或织物，或二者兼而有之）的复合材料，层压板相对于试验方向是对称均衡的可以接受的试验层压板和厚度范围在8.2.1节描述1.2 以国际单位（SI）或英制单位（inch–pound）给出的数值可以单独作为标准。

正文中，英制单位在括号内给出每一种单位制之间的数值并不严格等值，因此，每一种单位制都必须单独使用由两种单位制组合的数据可能导致与本标准的不一致1.3 本标准并未打算提及，如果存在的话，与使用有关的所有安全性问题在使用本标准之前，本标准的用户有责任建立合适的安全与健康的操作方法，以及确定规章制度的适用性2. 引用标准2.1 ASTM标准有关的ASTM标准请访问ASTM网站www.astm.org，或者与ASTM客户服务@astm.org联系ASTM标准年鉴的卷标信息，参看ASTM网站标准文件摘要页D 792 置换法测量塑料密度和比重（相对密度）试验方法Test Methods for Density and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics by DisplacementD 883 与塑料有关的术语； Terminology Relating to PlasticsD 2584 弯曲增强树脂燃烧质量损失试验方法Test Method for Ignition Loss of Cured Reinforced ResinsD 2734 增强塑料空隙含量试验方法D 3039/D 3039M 聚合物基复合材料拉伸性能试验方法 Test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite MaterialsD 3171 复合材料组分含量测试方法 Test Method for Constituent Content of Composite MaterialsD 3878 复合材料术语 Terminology of Composite MaterialsD 5229/D 5229M 聚合物基复合材料吸湿性能及平衡状态调节试验方法Test Method for Moisture Absorption Properties and Equilibrium Conditioning of Polymer Matrix Composite MaterialsD 5687/D 5687M 试件制备时按照工艺指南进行平复合材料板的制备指南Guide for Preparation of Flat Composite Panels With Processing Guidelines for Specimen PreparationE 4 试验机力标定操作规程； Practices for Force Verification of Testing MachinesE 6 与力学试验方法有关的术语； Terminology Relating to Methods of Mechanical TestingE 83 引伸计分类及标定的操作规程； Practice for Verification and Classification of ExtensometersE 122 选择样本尺寸用以估计批次或工艺质量测量的操作规程；Practice for Choice of Sample Size to Estimate a Measure of Quality for a Lot or ProcessE 177 ASTM试验方法中各项精度和偏差的使用的操作规程； Practice for Use of the Terms Precision and Bias in ASTM Test MethodsE 456 与质量和统计有关的术语； Terminology Relating to Quality and StatisticsE 691 由实验室的结果确定一种试验方法的精度的操作规程；Practice for Conducting an Interlaboratory Study to Determine the Precision of a Test MethodE 1309 数据库中纤维增强聚合物基复合材料的标识指南Guide for the Identification of Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composite Materials in DatabasesE 1434 数据库中纤维增强聚合物基复合材料的力学性能试验数据记录指南Guide for Recording Mechanical Test Data of Fiber-Reinforced Composite Materials in DatabasesE 1471 计算机材料性能数据库中纤维、填料及蜂窝芯材料的标识指南Guide for the Identification of Fibers, Fillers, and Core Materials in Computerized Material Property Databases3. 术语 3.1 术语D 3878定义了与高模量纤维及其复合材料有关的术语。

术语D 883定义了与塑料有关的术语术语E 6定义了与力学试验有关的术语术语E 456和E 177定义了与统计有关的术语当各个标准定义的术语之间发生矛盾时，术语D 3878优先于其他标准3.2 本标准专用术语定义：注1——如果术语表示一个物理量，它的分析量纲以基本量纲的形式紧跟在该术语（或文字符号）后面予以说明方括号内所示的基本量纲采用下面的ASTM标准符号：质量为[M]，长度为[L]，时间为[T]，热力学温度为[Θ]，无量纲量为[nd]由于不带方括号时以上这些符号可能有其他的定义，因此这些符号在带方括号时的使用仅限于分析量纲3.2.1 名义值——仅存在于名称中的值，出于便于表示的目的，指定了一个可测量的性能公差可能被作为一个名义值，用于为性能确定一个可接受的范围3.2.2 主材料坐标系——轴线与材料内部对称平面垂直的坐标系3.2.3 讨论——通常的用法，至少对于笛卡尔坐标轴（123，xyz等），坐标系的轴一般要与对称平面的法线方向一致，以使法线方向（对于弹性性能，刚度最大的轴）的最大性能值位于1轴或x轴，最低值（如果可能）位于3轴或z轴各向异性材料因为没有总体对称性，所以不存在材料主坐标系，而对于各向同性材料，任何一个坐标系都是材料的主坐标系。

在层压复合材料中，材料主坐标系只对应于单独的正交异性单层对于层压复合材料，相关的术语是“参考坐标系”3.2.4 参考坐标系——用于定义铺层方向的层压复合材料的坐标系参考坐标系的其中一个轴（一般是笛卡尔坐标系的x轴）指定为参考轴并规定其正方向，在层压板的每一个单层中引入一个主轴，用以定义该层的铺层方向3.2.5 特殊正交各向异性——对主材料坐标系中观察到的一种正交各向异性材料的一种描述在层压复合材料中，从参考坐标系中观察到的特殊正交各向异性层压板是[0i/90j]ns族的对称均衡的层压板，即应力-应变关系的弯曲耦合项为03.3 符号 A—试件的横截面积 CV—某一给定性能样本的离散系数统计量（以百分数表示） Bz—侧向弯曲百分比 D—孔直径 h—试件厚度 n—每个样本母体的试件数量 N—层压板的铺层数 FxOHCu—试验方向的极限开孔（缺口）拉伸强度 Pmax—试件破坏前承受的最大载荷r—95%的重复性置信度限制值，等于2.8倍重复性标准差R—95%的再现性置信度限制值，等于2.8倍再现性标准差 sn−1—某一给定性能样本母体的标准差统计量. Sr—重复性标准差（试验室内部精度），按照E 691计算。

SR−再现性标准差（试验室之间精度），按照E 691计算w—试件宽度 xi——给定性能在一个样本中单个试样的试验结果——给定性能在一个样本中的均值或平均值（估计平均值）4 试验方法概述4.1 含有一个中心孔的对称均衡层压板进行单轴压缩试验，可以选择侧边安装的引伸计位移传感器破坏强度的计算基于毛面积，而忽略孔的存在虽然孔导致了应力集中并减少了净面积，但是，基于毛面积应力而建立的缺口设计许用强度则是航天界通常的实施方法，以便考虑各种形式的应力集中（紧固件孔、自由边、裂纹、损伤等），而无须在应力分析中明确模拟4.2 采用多螺栓连接的支持夹具对试件表面进行支持提供了两种可以接受的方法方法A中，试件/夹具组合件通过液压楔形夹头夹紧，载荷以剪切的形式传递到支持夹具上，然后再以剪切形式传递到试件上方法B中，试件/夹具组合件放置在两个平台之间，使试件和夹具端部承载，最初传递到支持夹具上的一部分力以剪切形式传递到试件上4.3 极限开孔压缩强度唯一可接受的破坏模式是通过试件上孔的截面5 意义和用途5.1 制定本试验方法是为了得到用于材料规范、研究与开发、及质量保证的含缺口压缩强度数据影响含缺口压缩强度并应该在报告中给出的因素包括：材料、材料制备方法、铺贴精度、层压板铺层顺序和总厚度、试件几何形状、试件制备（特别是孔）、试件状态调节、试验环境、试验速度、孔隙含量和增强体的体积百分比。

本试验方法可以得到的性能包括开孔（缺口）压缩强度（OHC）6 干扰因素6.1 孔的制备——由于孔的存在，并且不必要测量材料的响应，因此，本试验方法得到的结果对无缺口拉伸性能试验所关心的参数相对不敏感然而，因为缺口控制强度，不损伤层压板的孔的制备方法对于得到有效的结果是很重要的孔制备所引起的损伤将影响强度结果某些类型的损伤，例如纵向劈裂和分层，可能缓解由于孔导致的应力集中，从而增加了试件的承载能力和强度计算值6.2 几何尺寸——试件的宽度-直径比将对结果产生影响，该比值应当保持为6，除非试验是为了研究该比值的影响试验结果也受孔径-厚度比的影响，优先选用的比值为1.5-3.0，除非试验是为了研究该比值的影响试件的未夹持段长度-宽度比也将对结果产生影响，该比值应当保持为2.7，除非试验是为了研究该比值的影响6.3 支持夹具——受通过试验夹具对试件的侧向压力的大小将对结果产生影响侧向压力变化的来源包括夹具的螺。