高强度_高模量碳纤维复合材料拉伸性能测试方法的研究.pdf

第40卷第7期理化检验2物理分册Vol.40No.7
2004年7月PTCA(PARTA:PHYSICALTESTING)Jul.2004

实验方法

高强度、高模量碳纤维复合材料拉伸
性能测试方法的研究

李丽
(北京卫星制造厂理化检测中心,北京100080)

摘要:利用INSTRON26025电子万能试验机,对高强度、高模量碳纤维复合材料单向板进行
了拉伸性能测试。结果表明,不同试样尺寸、不同铺层层数和试验加载方式、试样装卡对高强度、
高模量碳纤维复合材料单向板拉伸性能测试结果有影响;试样尺寸的改变、铺层层数的不同对拉
伸强度性能有影响。
关键词:碳纤维复合材料;单向板;拉伸强度;拉伸模量;试验方法
中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:100124012(2004)0720337204

TENSILEPROPERTIESTESTINGTECHNOLOGYFORHIGHSTRENGTH
ANDHIGHMODULUSCARBONFIBERREFORCEDCOMPOSITES
LILi
(CenterforPhysicalTestandChemicalAnalysis,BeijingSpacecrafts,Beijing100080,China)

Abstract:Tensilepropertiesofunidirectionallaminates,withhighstrengthandhighmodulus,aretestedby
electronicuniversaltestingmachine(modelINSTRON26025).Theresultsshowthattensilepropertiesareaffectedby
specimenssizes,amountoflayers,loadingtypeandspecimen2fastenmethod.Differentsizesandamountoflayersfor
specimensmayhavedifferenttestingresults.Alsoit’sveryimportanttoestablishreasonableloadingtypeandspecimen2
fastenmethod.Thisstudiesoffervaluableinformationforestablishingspecificationfortensilepropertiesofunidirectional
carbonfiberreforcedcompositelaminateswithhighstrengthandhighmodulus.
Keywords:Carbonfiberreforcedcomposite;Unidirectionallaminates;Tensilestrength;Tensilemodulus;
Testingmethod

现。由于高强度、高模量碳纤维复合材料具有显著
1引言
的各向异性,拉伸试验时存在试样破坏异常的情况,
碳纤维及其复合材料具有高比强度、高比模量不能真实地反映材料性能。试样断裂形式多为根部
的特点,目前已应用于航天产品的外层材料、人造卫断裂及加强片脱落,测试数据偏低、数据离散性大。
星、火箭机架、壳体和天线构架。随着科学技术的发目前国内尚未制定出针对高强度、高模量碳纤维单
展,人们又相继开发出高强度、高模量MJ系列碳纤向板拉伸性能测试的方法。笔者结合IN2
维,这类纤维与高韧性热固性树脂复合时可大大改STRON6025电子万能试验机,对高强度、高模量碳
善其破坏韧性,更适于飞机、航天飞行器、导弹等的纤维单向板拉伸性能的测试进行了探索和分析,为
结构材料。制定高强度、高模量碳纤维单向板拉伸性能测试的
中、低模量碳纤维复合材料的测试比较容易实试验方法提供依据。

收稿日期:20042022092试样制备及试验方法
作者简介:李丽(19652),女,技师,大学。
2.1试样制备

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李丽:高强度、高模量碳纤维复合材料拉伸性能测试方法的研究

将厚度为0.1mm的高强度、高模量碳纤维预适合于高强度、高模量碳纤维复合材料拉伸性能测
浸料粘合成纵向10层,横向20层叠层板,按相关固试的试验方法。
化工艺制备成纵向、横向层合板,经机加工切割成3.1试样尺寸的选择
长、宽度不同的试样,试样尺寸见表1。在纵向层合碳纤维复合材料单向拉伸试样分三个部分,即
板试样两端粘贴1.5mm厚的铝合金加强片,横向一个标距部分,两个过渡段和