GBT 1447-2005 纤维增强塑料拉伸性能试验方法

ICS 83. 120 ＿ 一 Q 23 蜀羚 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 GB/T 1447-2005 代替GB/T 1447-1983 乙丫 石矛卜1柏 J口 茶A 业月 本．‘ 卉翻 ．‘川卜八匕 NJ二月2生T 小 针维谓 5虫塑料拉1甲任 育仑试 A万 *I& Fiber-reinforced plastics composites- Determination of tensile properties （ISO 527-4：1997，Test conditions for isotropic and orthotropic fiber- reinforced plastics composites，NEQ> 2005-05-18发布 2005-12-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 ．， 小Ti}VV/}'Ir'军摧，花瞥"1}7!Z'1=L贯荟发布 GB/T 1447-2005 月叨 青 本标准对应于ISO 527-4:1997《各向同性和正交各向异性纤维增强塑料试验条件））（英文版），与 ISO 527-4的一致性程度为非等效。 本标准代替GB/T 1447-1983《玻璃纤维增强塑料拉伸性能试验》。 本标准与GB/T 1447-1983相比主要变化如下： — 标由《玻璃纤维增强塑料拉伸性能试验方法》改为《纤维增强塑料拉伸性能试验方法））； — 扩大了适用范围； 一一 增加了性引用文件一章（见第2章）； — 增加了部分术语和定义（见第3章）； — 增加了试验原理一章（见第4章）； — 增加了拉伸弹性模量的计算方法（见第 9章）； — 采用国际单位制。 本标准附录A为资料性附录。 本标准由中国建筑材料工业协会提出。 本标准由全国纤维增强塑料标准化技术委员会归口。 本标准由北京玻璃钢研究设计院负责起草，渤海船舶重工责任有限公司、中国兵器工业集团第五三 研究所参加起草。 本标准主要起草人：李艳华、部友英、胡中永、张荣琪、郑会保。 本标准于1979年5月首次发布，1983年第一次修订，本次为第二次修订。 ????? www.bzfxw.com ???? GB/T 1447-2005 纤维增强塑料拉伸性能试验方法 1 范围 本标准规定了测定拉伸性能的试样、试验设备、试验条件、试验步骤及结果计算等。 本标准适用于测定纤维增强塑料的拉伸应力、拉伸弹性模量、泊松比、断裂伸长率和绘制应力一应变 曲线等。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 1446-2005 纤维增强塑料性能试验方法总则 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 拉伸应力 tensile stress 在试样的标距范围内，拉伸载荷与初始横截面积之比。 3.1．1 拉伸屈服应力 tensile stress at yield 试样在拉伸试验过程中，出现应变增加而应力不增加的初始应力，该应力可能低于试样能达到的最 大应力。 3. 1．2 拉伸断裂应力 tensile stress at break 在拉伸试验中，试样断裂时的拉伸应力。 3.1．3 拉伸强度 tensile strength 材料拉伸断裂之前所承受的最大应力。 注：当最大应力发生在屈服点时称为屈服拉伸强度，当最大应力发生在断裂时称为断裂拉伸强度。 [GB/T 2035-1996，定义2.0997] 3.2 拉伸应变 tensile strain 在拉伸载荷的作用下，试样标距范围内产生的长度变化率。 3.2. 1 拉伸屈服应变 tensile strain at yield 拉伸试验中出现屈服现象的试样在屈服点处的拉伸应变。 3.2.2 拉伸断裂应变 tensile strain at break 试样在拉伸载荷作用下，出现断裂时的拉伸应变。 GB/T 1447-2005 3.3 拉伸弹性模f modulus of elasticity in tension 材料在弹性范围内拉伸应力与拉伸应变之比。 注：使用电脑控制的设备时，可以将线性回归方程应用于两个明显的应力／应变点间的曲线，来计算模量。 3.4 泊松比 Poisson's ratio 在材料的比例极限范围内，由均匀分布的轴向应力引起的横向应变与相应的轴向应变之比的绝 对值。 注：对于各向异性材料，泊松比随应力的施加方向而改变。超过比例极限，该比值随应力变化且不应是泊松比。如 果仍报告该比值，应说明测定的应力值。 [GB/T 2035-1996，定义2.0676] 3.5 应力一应变曲线 stress-strain diagram 由应力与应变的对应值绘制的关系图。 注：通常，以应力值作纵坐标（垂直），应变值作横坐标（水平）。 [GB/T 2035-1996，定义2.0954] 3.6 断裂伸长率 elongation rate at break 在拉力作用下，试样断裂时标距范围内所产生的相对伸长率。 4 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 试样上的载荷和试样的伸长，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一应变曲线等。 5 试样 5. 1 试样型式和尺寸 5.1.1 测定拉伸应力、拉伸弹性模量、断裂伸长率和应力一应变曲线试样型式和尺寸见图1、图2、表1 和图 30 单位为毫米 价tLoL1L3L 卫 图 1 I型试样型式 ????? www.bzfxw.com ???? GB/T 1447-2005 单位为毫米 r., L幸匕！ 弃李＝干＝巨 vc 图2 1型试样型式 衰 1 I型、I型试样尺寸 单位为毫米 李 5.1.2 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。工、II型仲裁试样的厚度为4 mm, 5.1.3 班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3 mm和6 mm两种。 仲裁试样的厚度为3 mm。测定短切纤维增强塑料的其他拉伸性能可以采用I型或u型试样。 GB/T 1447-2005 单位为毫米 ．二 R7R7 二登坠重匡三 注：试样厚度为 6 mm时，厚度 d为（(6士0.5)二 ，d；为（10士0. 5) mm；试样厚度为 3 mm时，厚度 d为 (3士0. 2)mm,d，为（6士0. 2)mm, 圈3 皿型试样型式 5.1.4 测定泊松比试样型式和尺寸见图4, 单位为毫米 卜一 180^'250 一一tN] 2^-10 圈4 泊松比试样 5.2 试样制备 5.2.1 1 . II型及泊松比试样采用机械加工法制备。班型试样采用模塑法制备。 5. 2. 2 II型试样加强片材料、尺寸及粘结工艺参见附录A, 5.3 试样数11 试样数量应符合GB/T 1446-2005中4.3的规定。 6 试验设备 6.1 试验机 试验机应符合GB/T 1446-2005中第5章的规定。 6.2 夹具 班型试样使用的夹具见图5。夹具与试验机相连时，要确保试样受拉时对中。 ????? www.bzfxw.com ???? GB/T 1447-2005 单位为毫米 ｝一一卫430 _I 。 050 1 注：试样厚度为6 mm时，间隙板厚度d：为3 mm；试样厚度为3 mm时，间隙板厚度d：为5 mm, 图5 皿型试样使用的夹具 7 试验条件 7.1 试验环境条件 按GB/T 1446-2005第3章的规定。 7.2 加载速度 7.2.1 测定拉伸弹性模量、泊松比、断裂伸长率和绘制应力一应变曲线时，加载速度一般为2 mm/mina 7.2.2 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 , 1H型试样的加载速度为5 mm/min; b） 仲裁试验中，IIH和m型试样的加载速度均为2 mm/min. 8 试验步骤 8.1 试样外观检查按GB/T 1446-2005中4.2的规定。 8.2 试样状态调节按GB/T 1446-2005中4.4的规定。 8.3 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GB/T 1446-2005中4.5.1的规定。 8.4 夹持试样，使试样的中心线与上、下夹具的对准中心线一致。 8.5 加载速度按7.2的规定。 8.6 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。 8.7 测定拉伸应力时连续加载直至试样破坏，试样的屈服载荷、破坏载荷或最大载荷及试样破坏 形式。 8.8 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50o-10%, GB/T 1447-2005 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。 8.9 测定拉伸弹性模量、泊松比、断裂伸长率和绘制应力一应变曲线时，有自动记录装置，可连续加载。 8.10 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) 工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10 mm, 8.11 同批有效试样不足五个时，应重作试验。 8. 12 IU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。 9 计算 9.1 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： F a ＝ 三 ·······················4······⋯ ⋯（1） b·d 式中： 。，— 拉伸应力（拉伸屈服应力、拉伸断裂应力或拉伸强度），单位为兆帕（MPa) ; F— 屈服载荷、破坏载荷或最大载荷，单位为牛顿（N); b一一试样宽度，单位为毫米（mm) ; d— 试样厚度，单位为毫米（mm). 9.2 试样断裂伸长率按式（2)计算： △L ，＿＿ ，。、 ￡，＝ 共- X 100 ························⋯⋯（2） L4‘’一 式中： 。t— 试样断裂伸长率，％； AL,— 试样拉伸断裂时标距L。内的伸长量，单位为毫米（mm) ; Lo 测量的标距，单位为毫米（mm) , 9.3 拉伸弹性模量采用分级加载时按式（3）计算： 一 L ·△F E ＝ 二牛上一止竿二 ························⋯⋯（3） 一‘ b。d·AL 式中： E,一一拉伸弹性模量，单位为兆帕（MPa) ; OF一 一载荷一变形曲线上初始直线段的载荷增量，单位为牛顿（N); AL— 与载荷增量△F对应的标距L。内的变形增量，单位为毫米（mm). 其余同式（1).(2)0 9.4 采用自动记录装置测定时，对于给定的应变c'=0. 002 5和E'=0. 000 5，拉伸弹性模量按式（(4) 计算： ＿ op一‘， E.＝ 斗一公书 ··················。···4·······⋯⋯（4） “ 一 e 式中： E,— 拉伸弹性模量，单位为兆帕（MPa) ; cf'— 应变E"=0.002 5时测得的拉伸应力值，单位为兆帕（MPa) ; 0— 应变E'=0.000 5时测得的拉伸应力值，单位为兆帕（MPa) e 注：如材料说明或技术说明中另有规定，E}和。‘可取其他值。 ????? www.bzfxw.com ???? GB/T’447-2005 9.5 泊松比按式（5)计算： E, － 产”一于 ·········，································⋯⋯（5） C1 式中： 产— 泊松比； 。，、。2— 分别为与载荷增量△尸对应的轴向应变和横向应变。 AL, C， ：二二 — L, AL, C， ：二二 — L, 式中： L,. L2— 分别为轴向和横向的测量标距，单位为毫米（mm) ; AL, , OLx— 分别为与载荷增量△F对应的标距L，和L：的变形增量，单位为毫米（mm). 9.6 绘制应力一应变曲线。 10 试验结果 拉伸应力和拉伸弹性模量按GB/T 1446-2005第6章的规定，断裂伸长率和泊松比取两位有效 数字。 11 试验报告 按GB/T 1446-2005第 7章的规定。 GB/T 1447-2005 附 录 A （资料性附录） 1型试样加强片材料、尺寸及粘结工艺 A. 1 加强片材料 采用与试样相同的材料或比试样弹性模量低的材料。 A. 2 加强片尺寸 a） 厚度：1 mm-3 mm; b) 宽度：采用单根试样粘结时为试样的宽度；若采用整体枯结后再加工成单根试样时，则宽度要 满足所要加工试样数量的要求。 A. 3 加强片的粘结 a) 用系砂纸打磨（或喷砂）粘结表面。注意不要损伤材料强度； b) 用溶剂（如丙酮）清晰粘结表面； c) 用韧性较好的室温固化粘结剂（如环氧胶粘剂）粘结； d) 对试样粘结部位加压一定时间直至完成固化。 ????? www.bzfxw.com ???? GB/T 1447-2005 参 考 文 献 [1] GB/T 2035-1996 塑料术语及其定义 [21 GB/T 1040-1992 塑料拉伸性能试验方法 [31 GB 3100-1993 国际单位值及其应用（egvISO 1000:1992) [41 GB 3101-1993 有关量、单位和符号的一般原则（eqv ISO 31-0:1992) [51 GB 3102. 3-1993 力学的量和单位（eqv ISO 31-3:1992) [6] ISO 527-1：1993 Plastics-Determination of tensile properties-Part 1：General principles