碳纤维复合材料拉伸试验怎么做？从原理到操作方法均有介绍！

上周有位做碳纤维行业的客户联系到我们，近期想购买一台万能材料试验机做碳纤维的拉伸试验，用来测试碳纤维板材的最大力和拉伸强度，希望我们推荐一下！本文【科准测控】小编就给大家分享一下碳纤维拉伸试验设备怎么选？顺便附上碳纤维的拉伸试验的操作方法，方便大家查找使用！感兴趣的朋友一起往下看吧！

碳纤维板是将同一方向排列的碳素纤维使用树脂浸润硬化形成碳纤维板材，能有效解决多层碳纤维布施工困难和工程量大的问题，补强效果好，施工便捷。采用优质碳纤维原料与良好基本树脂，碳纤维板材具有拉伸强度高、耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性等良好性能。

 

一、 碳纤维拉伸试验原理

沿试样轴向匀速施加静态拉伸载荷，直到试样断裂或达到预定的伸长，在整个过程中，测量施加在试样上的截荷和试样的伸长，以测定拉伸应力（拉伸屈服应力、拉伸断裂应力或拉伸强度）、拉伸弹性模量、泊松比、断裂伸长率和绘制应力-应变曲线等。

二、 试样要求

哑铃型试样实物图参考

1、 试样型式和尺寸

1.1 测定拉伸应力、拉伸弹性模量、断裂伸长率和应力-应变曲线试样型式和尺寸见图1、图2、表1 和图3。

1.2 Ⅰ型试样适用于纤维增强热塑性和热固性塑料板材；Ⅱ型试样适用于纤维增强热固性塑料板材。Ⅰ、Ⅱ型仲裁试样的厚度为4mm。

1.3 Ⅲ型试样只适用于测定模压短切纤维增强塑料的拉伸强度。其厚度为3mm和6mm 两种。仲裁试样的厚度为3mm。测定短切纤维增强塑料的其他拉伸性能可以采用工型或Ⅱ型试样。

1.4 测定泊松比试样型式和尺寸见图4。

2、 试样制备

2.1 I、Ⅱ型及泊松比试样采用机械加工法制备。Ⅲ型试样采用模塑法制备。

2.2 Ⅱ型试样加强片材料、尺寸及粘结工艺参见附录A。

 

3、 试样数量

力学性能试样每组不少于5个，并保证同批有5个有效试样。物理性能试样按相应标准的规定。

三、试验设备

 

1、科准单柱万能材料试验机

该试验机主体结构为单空间立柱结构，配合不同夹具可做拉伸、弯曲、剪切等试验。进行试验力校准时应将标准测力计放在工作台上。主机的右侧为计算机控制显示部分。

2、科准双柱万能材料试验机

该试验机主体结构为双丝杠落地式结构，双空间试验，其中上空间为拉伸空间，下空间为压缩、弯曲空间，进行试验力校准时应将标准测力计放在工作台上。主机的左侧为计算机控制显示部分。

 

 以上两种设备均采用交流伺服电机及调速系统一体化结构驱动皮带轮减速系统，经减速后带动精密滚珠丝杠副进行加载。电气部分包括负荷测量系统和位移测量系统组成。所有的控制参数及测量结果均可以在计算机屏幕上实时显示，可计算试样的弹性模量、抗拉强度、断后延伸率等参数。并具有过载保护等功能。

四、拉伸夹具实物图：

六、 试验条件

1、 试验环境条件

温度：（23士2）℃；相对湿度：（50±10）%。

1.1 实验室非标准环境条件

若不具备实验室标准环境条件时，选择接近实验室标准环境条件的实验室环境条件。

2、 加载速度

2.1 测定拉伸弹性模量、泊松比、断裂伸长率和绘制应力-应变曲线时，加载速度一般为2mm/min。

2.2 测定拉伸应力（拉伸屈服应力、拉伸断裂应力或拉伸强度）时：

a） 常规试验中，Ⅰ型试样的加载速度为10 mm/min；Ⅱ、Ⅲ型试样的加载速度为5mm/min；

b）仲裁试验中，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型试样的加载速度均为2mm/min。

 

七、试验步骤

1、 试验前，试样需经外观检查，如有缺陷和不符合尺寸及制备要求者，应予作废。

2、 试样状态调节

2.1 试验前，试样在实验室标准环境条件下至少放置24h。

2.2 若不具备实验室标准环境条件，试验前，试样可在干燥器内至少放置24h。

2.3 特殊状态调节条件按需要而定。

 

3、将合格试样进行编号、划线和测量试样工作段任意三处的宽度和厚度，取算术平均值。测量精度按试样尺寸测量精确到001mm。

 

4、夹持试样，使试样的中心线与上、下夹具的对准中心线一致。

 

5、加载速度按7.2的规定。

 

6、在试样工作段安装测量变形的仪表。施加初载（约为破坏载荷的5%），检查并调整试样及变形测量仪表，使整个系统处于正常工作状态。

 

7、 测定拉伸应力时连续加载直至试样破坏，记录试样的屈服载荷、破坏载荷或最大载荷及试样破坏形式。

 

8、测定拉伸弹性模量、泊松比时，无自动记录装置可采用分级加载，级差为破坏载荷的5%～10%，至少分五级加载，施加载荷不宜超过破坏载荷的50%。一般至少重复测定三次，取其两次稳定的变形增量，记录各级载荷和相应的变形值。

 

9、 测定拉伸弹性模量、泊松比、断裂伸长率和绘制应力-应变曲线时，有自动记录装置，可连续加载。

 

10、若试样出现以下情况应予作废：

a） 试样破坏在明显内部缺陷处；

b） I型试样破坏在夹具内或圆弧处；

c） Ⅱ型试样破坏在夹具内或试样断裂处离夹紧处的距离小于10mm。

 

11、同批有效试样不足五个时，应重作试验。

 

12、 Ⅲ型试样破坏在非工作段时，仍用工作段横截面积来计算拉伸强度。且应记录试样断裂位置。

 

八、计算

1、 拉伸应力（拉伸屈服应力、拉伸断裂应力或拉伸强度）按式（1）计算：

2、 试样断裂伸长率按式（2）计算：

3、 拉伸弹性模量采用分级加载时按式（3）计算：

4、 采用自动记录装置测定时，对于给定的应变εm=0.0025和ε'=0.0005，拉伸弹性模量按式（4）计算：

5、 泊松比按式（5）计算：

6、绘制应力-应变曲线。

 

九、 试验报告

试验报告的内容包括以下各项全部或部分：

a） 试验项目名称及执行标准号；

b） 试样来源及制备情况，材料品种及规格；

c） 试样编号、形状、尺寸、外观质量及数量；

d） 试验温度、相对湿度及试样状态调节；

e） 试验设备及仪器仪表的型号、量程及使用情况等；

f） 试验结果：

给出每个试样的性能值（必要时，给出每个试样的破坏情况）、算术平均值、标准差及离散系数。若要求给出平均值的置信度，按ISO2602-1980计算规定。

g） 试验人员、日期及其他。

 

以上就是小编介绍的关于碳纤维拉伸试验设备怎么选？以及碳纤维拉伸试验原理、试样要求、试验条件还有试验方法与试验报告分享了，希望能给大家带来帮助！如果您对本文碳纤维拉伸试验还有不明白的，欢迎给我们留言，科准的技术团队也会为您解答！