《纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料層合板開孔壓縮性能試驗(yàn)方法》編制說明

《纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料層合板開孔

壓縮性能試驗(yàn)方法》

編制說明

1、工作簡(jiǎn)況

制定本標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)來源于CSTM標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)航空材料領(lǐng)域委員會(huì)2019年下達(dá)的

計(jì)劃，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃編號(hào)為CSTMLX530400284-2019。2019年開始制定工作，2020

年完成。

中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院承擔(dān)標(biāo)準(zhǔn)主編工作，參編單位包括:中國(guó)直升

機(jī)設(shè)計(jì)研究所、沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司、中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司和

中國(guó)航發(fā)商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司。

工作組成員名單如下：

成員姓名所在單位職稱分工

鄧立偉中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院高工方案制定、標(biāo)準(zhǔn)編寫、驗(yàn)證試驗(yàn)

陳新文中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院高工驗(yàn)證試驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理

王海鵬中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院高工標(biāo)準(zhǔn)資料收集、驗(yàn)證試驗(yàn)

何志平中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所高工標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

馬麗婷中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院高工標(biāo)準(zhǔn)資料收集、組織初稿討論

楊國(guó)騰沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司研究員標(biāo)準(zhǔn)資料收集、組織初稿討論

王雅娜中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院工程師標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

張代軍中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院高工驗(yàn)證試驗(yàn)和分析

鄭林峰中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所工程師標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

張朋中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司高工標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

中國(guó)航發(fā)商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任

王禎鑫高工標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

公司

楊洋中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院工程師標(biāo)準(zhǔn)資料收集、組織初稿討論

2、標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況及制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

2.1標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況

國(guó)外復(fù)合材料開孔壓縮試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有：ASTMD6484和SACMA3R，ASTMD6484

不適用于高韌性復(fù)合材料和某些復(fù)合材料在高溫下的開孔壓縮試驗(yàn)，也無應(yīng)變測(cè)

量和模量測(cè)試相關(guān)內(nèi)容。SACMA3R不適用于模量為≤20GPa材料的性能測(cè)試。

國(guó)內(nèi)復(fù)合材料開孔壓縮試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有：HB6741和GB/T30968.4。HB6741-1993

缺少試驗(yàn)有效性判據(jù)及試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)、高低溫試驗(yàn)方面的規(guī)定，這些因素均影響

試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，GB/T30968.4-2014對(duì)試樣吸濕狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)定不合理，對(duì)

非室溫條件下的保溫時(shí)間規(guī)定過于寬泛，且GB/T30968.4-2014不完全適用于高

韌性復(fù)合材料和某些復(fù)合材料在高溫下的開孔壓縮試驗(yàn)，也無完善的模量和應(yīng)變

測(cè)試方案。

2.2制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

目前，國(guó)內(nèi)外主要的聚合物基復(fù)合材料開孔壓縮試驗(yàn)方法已經(jīng)不能很好滿足

材料性能測(cè)試需求，急需制定技術(shù)內(nèi)容更系統(tǒng)、合理、適用范圍更廣的測(cè)試方法。

本標(biāo)準(zhǔn)是在借鑒國(guó)內(nèi)外主要的聚合物基復(fù)合材料開孔壓縮試驗(yàn)方法基礎(chǔ)上，

結(jié)合多年研究成果制定。

3、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況

本標(biāo)準(zhǔn)沒有直接采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，但部分技術(shù)內(nèi)容借鑒了

ASTMD6484/D6484M-04e1《聚合物基復(fù)合材料層壓板開孔壓縮強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》

和SACMA3R-94《定向纖維—樹脂基復(fù)合材料開孔壓縮性能SACMA推薦測(cè)試方法》

本方法是關(guān)于聚合物基復(fù)合材料開孔壓縮標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。本次標(biāo)準(zhǔn)制訂，借鑒了

ASTMD6484/D6484M-04e1的兩個(gè)重要技術(shù)內(nèi)容，借鑒了SACMA3R-94的一個(gè)重

要技術(shù)內(nèi)容。

1）借鑒了ASTMD6484/D6484M-04e1中兩種開孔壓縮方法，分別為方法A

和方法B；

2）借鑒了ASTMD6484/D6484M-04e1中側(cè)向彎曲百分比的測(cè)量；

3）借鑒了SACMA3R-94中用于模量的測(cè)量的應(yīng)變點(diǎn)選擇方法；

4）借鑒了SACMA3R-94中應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系呈線彈性時(shí)的破壞應(yīng)變計(jì)算方法。

4、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容確定依據(jù)

1）標(biāo)準(zhǔn)名稱

標(biāo)準(zhǔn)名稱采用“聚合物基復(fù)合材料”，而不是“樹脂基復(fù)合材料”，具體理由

如下：

A、當(dāng)前最新版GB中纖維復(fù)合材料力學(xué)性能試驗(yàn)方法名稱中均使用“聚合物

基復(fù)合材料”；

B、ASTMD30委員會(huì)關(guān)于復(fù)合材料的力學(xué)性能試驗(yàn)方法名稱中材料的表述均

使用“polymermatrixcomposites”（聚合物基復(fù)合材料），而不是“resinmatrix

composites”（樹脂基復(fù)合材料）。

2）適用范圍

適用于纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料，纖維主要包括：碳纖維、玻璃纖維、芳

綸纖維和聚酰亞胺纖維等。與ASTMD6484和SACMA3R-94相比，擴(kuò)大了的應(yīng)用

范圍。

3）試樣

借鑒了ASTMD6484對(duì)試樣尺寸的規(guī)定，同時(shí)，為了使試樣不破壞問題得到

解決，對(duì)不同材料試樣的長(zhǎng)度提出了建議。

4）應(yīng)變測(cè)量

借鑒了ASTMD6484關(guān)于孔附近應(yīng)變測(cè)量的有關(guān)內(nèi)容和SACMA3R-94中關(guān)于

材料模量測(cè)試方面的內(nèi)容。

5）非標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)環(huán)境條件

借鑒了DOTFAA03-19中的有關(guān)規(guī)定，同時(shí)對(duì)保溫時(shí)間的規(guī)定更加嚴(yán)格。

5、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）結(jié)果的分析

1、擴(kuò)大適用范圍的驗(yàn)證

采用修訂后的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)分別對(duì)玻纖織物復(fù)合材料（5231/EW180B）、芳綸

纖維復(fù)合材料復(fù)合材料（3233/023A）和聚酰亞胺纖維復(fù)合材料進(jìn)行了成功測(cè)定，

證明了玻璃纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料、芳綸纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料和聚酰

亞胺纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料均適用于本方法。

2、試樣推薦尺寸的驗(yàn)證

通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)室溫下推薦長(zhǎng)度的聚酰亞胺纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料試樣未

能發(fā)生破壞，重新制備了303mm試樣，試樣發(fā)生破壞并獲得正確的破壞模式。

6、與有關(guān)的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

本標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行國(guó)家法律、法規(guī)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)無沖突，

技術(shù)內(nèi)容比相關(guān)方法更先進(jìn)，更完善。

7、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無。

8、預(yù)期的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效果

該測(cè)試方法普遍適用于各類定向纖維增強(qiáng)的聚合物基復(fù)合材料開孔壓縮性

能測(cè)試，可供各行業(yè)相關(guān)研究人員使用，具有廣泛的社會(huì)效應(yīng)。同時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)可

很大程度上幫助科研人員避免無效試驗(yàn)，共提供了比較全面的測(cè)試項(xiàng)目，幫助企

業(yè)節(jié)省成本，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

9、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

1）鑒于國(guó)內(nèi)復(fù)合材料相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容普遍落后，為正確表征和測(cè)定

纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料的開孔壓縮性能，應(yīng)大力宣貫修訂后標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。

2）當(dāng)測(cè)試材料非碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料時(shí)，不建議大批量制樣測(cè)試，

應(yīng)先小批量制樣，確定可獲得有效的破壞模式后，再大批量制樣測(cè)試。

10、廢止有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無。

11、標(biāo)準(zhǔn)涉及專利情況說明

無。

12、重要需要說明的事項(xiàng)

本標(biāo)準(zhǔn)編制所參考的資料清單如下：

[1]ASTMD6484/D6484M-04e1聚合物基復(fù)合材料層壓板開孔壓縮強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)

方法

[2]SACMA3R-94定向纖維—樹脂基復(fù)合材料開孔壓縮性能SACMA推薦測(cè)試方

法

[3]GB/T30968.4-2014聚合物基復(fù)合材料層合板開孔/受載孔性能試驗(yàn)方

法

[4]HB6741-1993碳纖維復(fù)合材料層合板開孔壓縮試驗(yàn)方法

CSTM團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

編制說明

標(biāo)準(zhǔn)名稱纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料層合板開孔壓

縮性能試驗(yàn)方法

主編單位中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院

計(jì)劃編號(hào)CSTMLX530400284-2019

填報(bào)時(shí)間2019.08.28

《纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料層合板開孔

壓縮性能試驗(yàn)方法》

編制說明

1、工作簡(jiǎn)況

制定本標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)來源于CSTM標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)航空材料領(lǐng)域委員會(huì)2019年下達(dá)的

計(jì)劃，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃編號(hào)為CSTMLX530400284-2019。2019年開始制定工作，2020

年完成。

中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院承擔(dān)標(biāo)準(zhǔn)主編工作，參編單位包括:中國(guó)直升

機(jī)設(shè)計(jì)研究所、沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司、中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司和

中國(guó)航發(fā)商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司。

工作組成員名單如下：

成員姓名所在單位職稱分工

鄧立偉中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院高工方案制定、標(biāo)準(zhǔn)編寫、驗(yàn)證試驗(yàn)

陳新文中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院高工驗(yàn)證試驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理

王海鵬中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院高工標(biāo)準(zhǔn)資料收集、驗(yàn)證試驗(yàn)

何志平中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所高工標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

馬麗婷中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院高工標(biāo)準(zhǔn)資料收集、組織初稿討論

楊國(guó)騰沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司研究員標(biāo)準(zhǔn)資料收集、組織初稿討論

王雅娜中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院工程師標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

張代軍中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院高工驗(yàn)證試驗(yàn)和分析

鄭林峰中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所工程師標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

張朋中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司高工標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

中國(guó)航發(fā)商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任

王禎鑫高工標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

公司

楊洋中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院工程師標(biāo)準(zhǔn)資料收集、組織初稿討論

2、標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況及制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

2.1標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況

國(guó)外復(fù)合材料開孔壓縮試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有：ASTMD6484和SACMA3R，ASTMD6484

不適用于高韌性復(fù)合材料和某些復(fù)合材料在高溫下的開孔壓縮試驗(yàn)，也無應(yīng)變測(cè)

量和模量測(cè)試相關(guān)內(nèi)容。SACMA3R不適用于模量為≤20GPa材料的性能測(cè)試。

國(guó)內(nèi)復(fù)合材料開孔壓縮試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有：HB6741和GB/T30968.4。HB6741-1993

缺少試驗(yàn)有效性判據(jù)及試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)、高低溫試驗(yàn)方面的規(guī)定，這些因素均影響

試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，GB/T30968.4-2014對(duì)試樣吸濕狀態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)定不合理，對(duì)

非室溫條件下的保溫時(shí)間規(guī)定過于寬泛，且GB/T30968.4-2014不完全適用于高

韌性復(fù)合材料和某些復(fù)合材料在高溫下的開孔壓縮試驗(yàn)，也無