碳纖維增強(qiáng)塑料和金屬組合件 拉伸搭接剪切強(qiáng)度的測(cè)定

ICS83.120

CCSQ23

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T20XX—XXXX

`

碳纖維增強(qiáng)塑料和金屬組合件

拉伸搭接剪切強(qiáng)度的測(cè)定

Carbonfibrereinforcedplasticsandmetalassemblies—

Determinationofthetensilelap-shearstrength

（ISO22841:2021，IDT）

（征求意見(jiàn)稿）

在提交反饋意見(jiàn)時(shí)，請(qǐng)將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實(shí)施

GB/T20XX—XXXX

碳纖維增強(qiáng)塑料和金屬組合件

拉伸搭接剪切強(qiáng)度的測(cè)定

1范圍

本文件規(guī)定了由碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)和金屬單搭接膠接的組合件拉伸搭接剪切強(qiáng)度的測(cè)定方法。

本文件也規(guī)定了膠接組合件試樣的制備方法及測(cè)試的條件。本文件適用于評(píng)估粘接碳纖維增強(qiáng)塑料

（CFRP）和金屬材料的膠粘劑的適用性。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T2918塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境

GB/T2943膠粘劑術(shù)語(yǔ)

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T2943界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

4原則

膠粘劑拉伸搭接剪切強(qiáng)度是在平行于粘接面且在試樣主軸方向上施加一拉伸力，測(cè)出的碳纖維增強(qiáng)

塑料(CFRP)和金屬材料單搭接粘接處的剪切應(yīng)力。

注：?jiǎn)未罱幽z接試樣經(jīng)濟(jì)、實(shí)用且易于制備，是目前應(yīng)用于膠粘劑、粘結(jié)制品的開(kāi)發(fā)、評(píng)價(jià)和對(duì)比研究，包括制造

品質(zhì)控制方面最為廣泛的應(yīng)用形式。

5裝置

5.1尺寸測(cè)量裝置：如游標(biāo)卡尺或千分尺，用于測(cè)量試樣的寬度和厚度，精度至少為0.05mm。

5.2拉力試驗(yàn)機(jī)：選擇使用的拉力試驗(yàn)機(jī)應(yīng)使試樣的破壞載荷在滿標(biāo)負(fù)荷的10%～80%之間。試驗(yàn)機(jī)的

響應(yīng)時(shí)間應(yīng)足夠短以保證斷裂時(shí)間判定的準(zhǔn)確性。試驗(yàn)機(jī)力值示值誤差不得大于1%。試驗(yàn)機(jī)應(yīng)保持第

10章中所規(guī)定的恒定的速度?？蛇x用具有載荷變化均勻的試驗(yàn)機(jī),試驗(yàn)機(jī)應(yīng)配置一對(duì)合適的夾具用于夾

持試樣。加載時(shí),夾具及其附件與試樣無(wú)相對(duì)移動(dòng),保證試樣長(zhǎng)軸與施力方向一致,并與夾具中心線保持

一致。

6試樣

1

GB/T20XX—XXXX

試樣由碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)和金屬組件單搭接膠接構(gòu)成，應(yīng)符合圖1和圖2所示的形式和尺寸。按

本章節(jié)和第7章節(jié)所述，從準(zhǔn)備的試樣板上切取6根試樣，箭頭b標(biāo)記的兩處狹窄的切口尺寸位置應(yīng)相互

對(duì)齊。

圖中，

1碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)，厚度=（3.0±0.3）mm

2膠粘劑層

3金屬，厚度=（3.0±0.25）mm

a切割至膠粘劑層，但不超過(guò)膠粘劑層。

b狹窄切口寬度。

圖1試樣

2

GB/T20XX—XXXX

圖中，

a試樣間距

圖2試樣切割（推薦）示意圖

3

GB/T20XX—XXXX

7試樣板制備

7.1分別將金屬和碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)切割成合適的尺寸，構(gòu)成一組膠接用板狀樣塊；

7.2按照膠粘劑廠商規(guī)定的操作方式配制膠粘劑；

7.3由利益相關(guān)方商定是否對(duì)膠接面進(jìn)行打磨；

7.4按照膠粘劑廠商規(guī)定的要求，將膠粘劑涂覆至金屬樣塊或者碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)樣塊上，并在

規(guī)定的晾曬時(shí)間后，按第六章節(jié)的規(guī)定，將金屬和碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)樣塊沿涂覆膠粘劑面進(jìn)行膠接

形成雙層試樣板；

7.5依據(jù)規(guī)定的條件對(duì)雙層試樣板進(jìn)行加壓，同時(shí)遵照粘接劑廠商指定的或由用戶與測(cè)試機(jī)構(gòu)商定的

固化時(shí)間和條件對(duì)其進(jìn)行后固化操作，并記錄相關(guān)信息。

8調(diào)節(jié)

應(yīng)在GB/T2918規(guī)定的一種標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境下或是客戶與測(cè)試機(jī)構(gòu)商定的環(huán)境下進(jìn)行試樣調(diào)節(jié)和測(cè)試。

9試樣的制備

9.1按圖1所示的尺寸從雙層試樣板上裁切試樣。試樣應(yīng)距離樣板邊緣合適的距離以避免樣板的邊緣

效應(yīng)給測(cè)試帶來(lái)的影響，這主要是通過(guò)雙刃銑刀或其他合適的切割工具在樣板上初次切割槽口到合適的

寬度、厚度和位置來(lái)實(shí)現(xiàn)；

9.2按圖1和圖2所示給試樣開(kāi)槽，試樣的槽口深度為金屬或碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)層的厚度，并應(yīng)

保證金屬層、碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)層被完全切斷；

9.3從樣板上裁切單根試樣；

9.4按序?qū)⒉们械脑嚇舆M(jìn)行編號(hào)，并能確保追溯每根試樣在樣板上的初始位置；

9.5從每塊樣板上取均勻且數(shù)量相等的試樣進(jìn)行測(cè)試。

10程序

10.1通過(guò)拉力試驗(yàn)機(jī)夾具的鉗口夾持試樣，使試樣的槽口露出鉗口大約5mm。

10.2確保拉力試驗(yàn)機(jī)上下夾具完全處于對(duì)中狀態(tài)且試樣的中軸線與上下鉗口的中軸線一致，從而保證

試樣在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中完全對(duì)中；

10.3按編號(hào)順序依次測(cè)試每塊樣板上的試樣，并根據(jù)以下規(guī)則交替更換試樣的夾持方向：同一組試樣

中，如果某根試樣的上槽口夾持方向向左，那么下一根試樣的上槽口夾持方向應(yīng)向右；

10.4除非拉伸測(cè)試的速度另有商定，應(yīng)設(shè)定合適的拉伸速度保證試樣在（60±20）s內(nèi)破壞，并在報(bào)

告中記錄拉伸速度。

11精密度

精密度數(shù)據(jù)見(jiàn)附錄A。

12計(jì)算和結(jié)果表示

4

GB/T20XX—XXXX

測(cè)試結(jié)果用有效試樣的破壞載荷（N）或拉伸剪切強(qiáng)度（MPa）的算術(shù)平均值表示。拉伸剪切強(qiáng)度（MPa）

的計(jì)算方法是:斷裂破壞載荷（N）除以剪切面積（mm2）。

13試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：

a）本文件編號(hào)。

b）被測(cè)膠粘劑的完整表述,包括型號(hào)、來(lái)源、制造商代碼、批號(hào)、形態(tài)等等。

c）試材的完整表述,包括材料性質(zhì)和表面處理。

d）粘接過(guò)程的表述,包括膠粘劑的使用方法,干燥和預(yù)處理?xiàng)l件(當(dāng)需要時(shí)),固化或凝固時(shí)間,固化溫

度和壓力。

e）膠層成形后的平均厚度(實(shí)際厚度),以及控制厚度的方法。

f）試樣的完整描述,不論是單片制備或是平板制備,都應(yīng)包括粘接部位的尺寸、構(gòu)造。如果試樣為平

板制備,應(yīng)描述平板數(shù)量、切片過(guò)程、條件以及試樣個(gè)數(shù)。

g）試樣制備及測(cè)試的環(huán)境參數(shù)。

h）測(cè)試速度(載荷的加載速度)。

i）每個(gè)試樣的破壞載荷或拉伸剪切強(qiáng)度,算術(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。

j）描述任何與規(guī)定程序的差異和任何有可能影響結(jié)果的事件。

5

GB/T20XX—XXXX

附錄A

（資料性）

精密度——循環(huán)比對(duì)試驗(yàn)

A.1試驗(yàn)條件(拉伸拉剪強(qiáng)度)

A.1.1試驗(yàn)試件

試件形狀(見(jiàn)圖1)；

所有試樣件均統(tǒng)一由日本實(shí)驗(yàn)室制備并交付給參與循環(huán)比對(duì)試驗(yàn)的各家實(shí)驗(yàn)室。

A.1.2試驗(yàn)速度

2.5mm/min。

A.2參與循環(huán)比對(duì)試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室

日本、中國(guó)、印度、德國(guó)、英國(guó)。

A.3表a.1是五個(gè)實(shí)驗(yàn)室(日本、中國(guó)、印度、德國(guó)、英國(guó))采用由統(tǒng)一來(lái)源制備和分發(fā)的同一材料獲

取“拉伸剪切強(qiáng)度”的循環(huán)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果。

A.4表A.2包含ISO5725-2輸出的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

注意:由于實(shí)驗(yàn)室數(shù)量有限，以下對(duì)r和r的解釋僅旨在提供一種有意義的方式來(lái)考慮這種測(cè)試方

法的近似精度，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)是基于本次循環(huán)比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果而獲得的，可能不代表其他批次、條件、材

料或?qū)嶒?yàn)室。

A.4.1重復(fù)性——在相同的測(cè)量條件下，同一測(cè)量對(duì)象在被連續(xù)測(cè)量后，測(cè)量結(jié)果之間的一致性。換句

話說(shuō)，相同測(cè)量條件是保持實(shí)驗(yàn)室、操作人員、測(cè)試設(shè)備、測(cè)量方法均不變的情況下，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)同

一被測(cè)對(duì)象進(jìn)行的。

A.4.2再現(xiàn)性——在不同測(cè)試條件下，同一測(cè)量對(duì)象在被連續(xù)測(cè)量后，測(cè)量結(jié)果之間的一致性。換句話

說(shuō)，不同測(cè)量條件是指實(shí)驗(yàn)室、操作人員、測(cè)試設(shè)備均不同，但測(cè)量方法不變的情況下，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)

同一被測(cè)對(duì)象進(jìn)行的。

A.5精密度數(shù)據(jù)

表A.1來(lái)源于五家實(shí)驗(yàn)室的拉伸剪切強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)室i拉伸剪切強(qiáng)度均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)

（MPa）（MPa）(%)

119.50.623.2

221.30.843.9

318.31.9610.7

423.31.446.2

520.65.3225.8

1

GB/T20XX—XXXX

表A.2拉伸剪切強(qiáng)度精密度數(shù)據(jù)

平均值

實(shí)驗(yàn)室數(shù)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差s再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)差s

（MPa）rR

520.82.773.12

2

GB/T20XX—XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件使用翻譯法等同采用ISO22841：2021（E）《碳纖維增強(qiáng)塑料和金屬組合件拉伸搭接剪切

強(qiáng)度的測(cè)定》及ISO于2022年2月10日發(fā)布的對(duì)2021版ISO22841的技術(shù)修改單，技術(shù)內(nèi)容上與后兩者完

全一致，僅做了下列編輯性修改：

a)更改了重復(fù)性與再現(xiàn)性的定義表述方式（見(jiàn)附錄A）；

b)更改了表格中的列項(xiàng)名稱表述（見(jiàn)附錄A）。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容有可能涉及專利，本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。

本文件由南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院有限公司提出。

本文件由全國(guó)碳纖維標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC572）歸口。

本文件起草單位：

本文件主要起草人：

本標(biāo)準(zhǔn)及其所替代標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：

I

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碳纖維增強(qiáng)塑料和金屬組合件

拉伸搭接剪切強(qiáng)度的測(cè)定

1范圍

本文件規(guī)定了由碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)和金屬單搭接膠接的組合件拉伸搭接剪切強(qiáng)度的測(cè)定方法。

本文件也規(guī)定了膠接組合件試樣的制備方法及測(cè)試的條件。本文件適用于評(píng)估粘接碳纖維增強(qiáng)塑料

（CFRP）和金屬材料的膠粘劑的適用性。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T2918塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境

GB/T2943膠粘劑術(shù)語(yǔ)

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T2943界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

4原則

膠粘劑拉伸搭接剪切強(qiáng)度是在平行于粘接面且在試樣主軸方向上施加一拉伸力，測(cè)出的碳纖維增強(qiáng)

塑料(CFRP)和金屬材料單搭接粘接處的剪切應(yīng)力。

注：?jiǎn)未罱幽z接試樣經(jīng)濟(jì)、實(shí)用且易于制備，是目前應(yīng)用于膠粘劑、粘結(jié)制品的開(kāi)發(fā)、評(píng)價(jià)和對(duì)比研究，包括制造

品質(zhì)控制方面最為廣泛的應(yīng)用形式。

5裝置

5.1尺寸測(cè)量裝置：如游標(biāo)卡尺或千分尺，用于測(cè)量試樣的寬度和厚度，精度至少為0.05mm。

5.2拉力試驗(yàn)機(jī)：選擇使用的拉力試驗(yàn)機(jī)應(yīng)使試樣的破壞載荷在滿標(biāo)負(fù)荷的10%～80%之間。試驗(yàn)機(jī)的

響應(yīng)時(shí)間應(yīng)足夠短以保證斷裂時(shí)間判定的準(zhǔn)確性。試驗(yàn)機(jī)力值示值誤差不得大于1%。試驗(yàn)機(jī)應(yīng)保持第

10章中所規(guī)定的恒定的速度。可選用具有載荷變化均勻的試驗(yàn)機(jī),試驗(yàn)機(jī)應(yīng)配置一對(duì)合適的夾具用于夾

持試樣。加載時(shí),夾具及其附件與試樣無(wú)相對(duì)移動(dòng),保證試樣長(zhǎng)軸與施力方向一致,并與夾具中心線保持

一致。

6試樣

1

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試樣由碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)和金屬組件單搭接膠接構(gòu)成，應(yīng)符合圖1和圖2所示的形式和尺寸。按

本章節(jié)和第7章節(jié)所述，從準(zhǔn)備的試樣板上切取6根試樣，箭頭b標(biāo)記的兩處狹窄的切口尺寸位置應(yīng)相互

對(duì)齊。

圖中，

1碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)，厚度=（3.0±0.3）mm

2膠粘劑層

3金屬，厚度=（3.0±0.25）mm

a切割至膠粘劑層，但不超過(guò)膠粘劑層。

b狹窄切口寬度。

圖1試樣

2

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圖中，

a試樣間距

圖2試樣切割（推薦）示意圖

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7試樣板制備

7.1分別將金屬和碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)切割成合適的尺寸，構(gòu)成一組膠接用板狀樣塊；

7.2按照膠粘劑廠商規(guī)定的操作方式配制膠粘劑；

7.3由利益相關(guān)方商定是否對(duì)膠接面進(jìn)行打磨；

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