GB/T 35465.3-2017 聚合物基复合材料疲劳性能测试方法 第3部分：拉-拉疲劳

　　ICS 83 . 120

　　Q 23

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 35465. 3—2017

　　代替 GB/T 16779—2008

　　聚合物基复合材料疲劳性能测试方法

　　第 3 部分：拉-拉疲劳

　　Testmethodforfatiguepropertiesofpolymermatrixcompositematerials—

　　part3：Tension-tensionfatigue

　　2017-12-29 发布 2018-1 1-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 35465 . 3—20 17

　　前 言

　　GB/T 35465《聚合物基复合材料疲劳性能测试方法》分为 3 个部分：

　　— 第 1 部分：通则;

　　— 第 2 部分：线性或线性化应力寿命(S-N)和应变寿命(ε-N)疲劳数据的统计分析;

　　— 第 3 部分：拉-拉疲劳。

　　本部分为 GB/T 35465 的第 3 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分代替 GB/T 16779—2008《纤维增强塑料层合板拉-拉疲劳性能试验方法》，与 GB/T 16779 — 2008 相比主要变化如下：

　　— 标准名称由《纤维增强塑料层合板拉-拉疲劳性能试验方法》改为《聚合物基复合材料疲劳性能测试方法 第 3 部分：拉-拉疲劳》;

　　— 修改了范围，由“拉-拉疲劳中值 S-N 曲线和条件疲劳极限”改为“恒定振幅和恒定频率循环加载条件下的拉-拉疲劳性能试验”(见第 1 章，2008 年版的第 1 章);

　　— 修改了规范性引用文件(见第 2 章，2008 版的第 2 章);

　　— 删除“条件疲劳极限”术语，其他术语按 GB/T 35465 . 1(见第 3 章，2008 年版的第 3 章);

　　— 修改了原理，增加应变控制的疲劳控制描述(见第 4 章，2008 年版的第 4 章);

　　— 修改了试验设备(见第 5 章，2008 年版的第 5 章);

　　— 修改了直条型试样尺寸，增加了四面加工型试样的形式和尺寸(见 6 . 1 , 2008 年版的 6 . 1) ;

　　— 修改试样制备和试样数量要求(见 6 . 2 , 2008 年版的 6 . 2 和 6 . 3) ;

　　— 修改了试验条件(见第 7 章，2008 年版的第 7 章);

　　— 修改增加试验详细操作步骤，包括对试验分级的主要要求、以应变为控制参数的要求和失效模式的记录(见第 8 章，2008 年版的第 8 章);

　　— 修改了结果处理方法，由按 HB/Z 112 计算改为按 GB/T 35465 . 2(见第 9 章，2008 年版的第 9章);

　　— 修改了试验报告(见第 10 章，2008 年版的第 10 章);

　　— 增加了试验典型失效模式(见附录 A) 。

　　本部分由中国建筑材料联合会提出。

　　本部分由全国纤维增强塑料标准化技术委员会(SAC/TC 39)归口 。

　　本部分主要起草单位：北京玻钢院复合材料有限公司、上海玻璃钢研究院有限公司。

　　本部分参加起草单位：新疆金风科技股份有限公司、中材科技风电叶片股份有限公司、浙江恒石纤维基业有限公司、四川东树新材料有限公司、泰山玻璃纤维有限公司、明阳智慧能源集团股份公司、华东理工大学华昌聚合物有限公司、上纬(上海)精细化工有限公司、科思创聚合物(中国)有限公司、瀚森化工企业管理(上海)有限公司、德劳工业服务(上海)有限公司。

　　本部分主要起草人：张旭、彭兴财、高克强、刘宝锋、莫毓敏、肖毅、刘连学、刘朋、王洪荣、孙家艳、郝壮。

　　本部分所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 16779—1997、GB/T 16779—2008 。

　　GB/T 35465 . 3—20 17

　　聚合物基复合材料疲劳性能测试方法

　　第 3 部分：拉-拉疲劳

　　1 范围

　　GB/T 35465 的本部分规定了聚合物基复合材料拉-拉疲劳性能测试方法的术语和定义、原理、试验设备、试样、状态调节和试验环境、试验步骤、试验结果及数据处理和试验报告等。

　　本部分适用于聚合物基复合材料在恒定振幅和恒定频率循环加载条件下的拉-拉疲劳性能试验。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 1447 纤维增强塑料拉伸性能试验方法

　　GB/T 3354 定向纤维增强聚合物基复合材料拉伸性能试验方法

　　GB/T 35465 . 1 聚合物基复合材料疲劳性能测试方法 第 1 部分：通则

　　GB/T 35465 . 2 聚合物基复合材料疲劳性能测试方法 第 2 部分：线性或线性化应力寿命(S-N)和应变寿命(ε-N)疲劳数据的统计分析

　　3 术语和定义

　　GB/T 1447、GB/T 3354 和 GB/T 35465 . 1 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　拉-拉疲劳 tension-tensionfatigue

　　最大应力和最小应力均为拉伸应力时的疲劳。

　　4 原理

　　在不同的拉伸应力或应变水平下，以恒定的应力或应变振幅、应力比或应变比和频率对试样施加交变应力或应变，持续至试样失效，对试验结果进行分析处理，绘制应力寿命(S-N)或应变寿命(ε-N)曲线。

　　5 试验设备

　　5 . 1 试验设备应符合 GB/T 35465 . 1 的规定。

　　5 . 2 夹具和辅助设备应能保证试样在试验中不发生相对滑移。

　　5 . 3 尺寸测量工具应能精确至 0 . 01 mm。

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　　6 试样

　　6 . 1 试样形状和尺寸

　　试样分为直条型和哑铃型，在特殊需求下，也可采用四面加工型试样。 单向层合板采用直条型或四面加工型试样，其他层合板可采用直条型或哑铃型试样，模压短切毡等非层合板试样采用哑铃型试样。 直条型试样的形状见图 1,尺寸见表 1;哑铃型试样形状和尺寸见图 2;四面加工型试样形状和尺寸见图 3 。

　　说明：

　　h —试样厚度;

　　B— 试样宽度;

　　D— 加强片长度;

　　L— 试样长度。

　　图 1 直条形试样

　　表 1 直条型试样尺寸 单位为毫米

　　单位为毫米

　　图 2 哑铃型试样

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　　单位为毫米

　　说明：

　　h —工作段厚度，一般为保留一个或两个完整铺层的厚度(1 mm~2 mm) ;

　　H —层板厚度，一般为 4h或 5h;

　　R1 —厚度面弧度半径，一般为 103 mm;

　　R2 —宽度面弧度半径，一般为 164 mm。

　　图 3 四面加工型试样

　　6 . 2 试样制备和试样数量

　　6 . 2 . 1 试样使用机械加工法制备，制备要求应符合 GB/T 35465 . 1 的规定。

　　6 . 2 . 2 试样数量应符合 GB/T 35465 . 1 的规定，推荐静态试验为 5 根有效试样，疲劳试验为 12 根有效试样。

　　7 状态调节和试验环境

　　试样的状态调节和试验环境按 GB/T 35465 . 1 的规定。

　　8 试验步骤

　　8 . 1 对试样进行外观检查，有缺陷、不符合尺寸或制备要求的试样，应予作废。

　　8 . 2 对试样编号，直条型试样测量工作段内任意三点的宽度和厚度，取算术平均值;哑铃型和四面加工型试样的宽度和厚度，测量最小截面部位 3 次后取算术平均值。

　　8 . 3 试样静态拉伸强度、拉伸弹性模量、失效应变的测定：直条型试样按 GB/T 3354 测定，哑铃型和四面加工型试样按 GB/T 1447 测定。

　　8 . 4 按试验要求选择波形和试验频率。 试验波形一般为正弦波，试验频率推荐 1 Hz~25 Hz,若进行高频率试验时，频率不大于 60 Hz。

　　8 . 5 按试验目的确定应力比或应变比。 应力比或应变比不宜小于 0 . 1 。

　　8 . 6 测定 S-N 曲线(ε-N 曲线)时，按试验目的，至少选取 4 个应力或应变水平。 一般按疲劳试验的最大应力或应变表征水平。 选取应力或应变水平的方案如下：

　　a) 第一个水平以 10 4 循环次数为目标;

　　b) 第二个水平以 10 5 循环次数为目标;

　　c) 第三个水平以 5 × 105 循环次数为目标;

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　　d) 第四个水平以 1 × 10 6 至 2 × 10 6 循环次数为目标。

　　8 . 7 通常从第一个水平开始疲劳试验，若循环次数与预期差异较大，则逐量升高或降低应力或应变水平 。玻璃纤维增强塑料推荐的疲劳水平为静态拉伸强度或静态拉伸失效应变的 75%、55%、40%、 30%;碳纤维增强塑料推荐的疲劳水平为静态拉伸强度或静态拉伸失效应变的 80%、65%、55%、45%。若无特殊试验目的，各应力或应变水平应使用相同频率和应力或应变比。

　　8 . 8 夹持试样并使试样中心线与上下夹头的对准中心线一致。 若进行应变控制，安装应变仪或其他应变测量装置，并在无载荷时对应变清零。

　　8 . 9 对试样加载直至试样失效或达到协定失效条件(如刚度下降 20%) 。在试验过程中，监测试样表面温度，若试样温度变化超过 10 ℃ ,启用散热装置。 若散热装置不能降低试样的温度，需重新选择试验频率。

　　注：试样没有失效或未达到协定失效条件，此类数据不作为疲劳寿命。

　　8 . 10 试样失效后，应保护好试样断口 。 检查失效模式，特别注意加强片边缘或夹持部位产生的破坏。去除所有不可接受的试样并补充试验。 典型的失效模式参见附录 A。

　　8 . 1 1 试验过程中随时检查设备状态，观察试样的变化，每水平至少记录一根试样的温度。

　　9 试验结果及数据处理

　　9 . 1 给出所有试样的疲劳寿命。

　　9 . 2 按 GB/T 35465 . 2 的规定进行数据处理，并绘制应力寿命(S-N)或应变寿命(ε-N)曲线。

　　10 试验报告

　　试验报告应符合 GB/T 35465 . 1 的规定。

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　　附 录 A (资料性附录)典型失效模式

　　A.1 试样失效代码见表 A. 1 。

　　表 A.1 拉-拉疲劳试验试样失效代码

　　A.2 可接受破坏和不可接受破坏的典型失效模式见图 A. 1 所示。

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　　图 A.1 典型失效模式示意图