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中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
GB/T 1447-2005
代替GB/T 1447-1983
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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
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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。
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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
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GB/T 1447-2005
单位为毫米
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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。
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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。
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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。
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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