《纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料層合板拉伸性能試驗(yàn)方法》編制說明

《纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料層合板

拉伸性能試驗(yàn)方法》

編制說明

1、工作簡況

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

計(jì)劃，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃編號為CSTMLX00280-2019。2019年開始制定工作，2020年完

成。

中國航發(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

中國航發(fā)商用航空發(fā)動機(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

楊國騰沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司研究員標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

王雅娜中國航發(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

張代軍中國航發(fā)北京航空材料研究院高工標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

鄭林峰中國直升機(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

朱凱中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司研究院標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

中國航發(fā)商用航空發(fā)動機(jī)有限責(zé)

王禎鑫高工標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

任公司

楊洋中國航發(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)化對象簡要情況及制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

2.1標(biāo)準(zhǔn)化對象簡要情況

國外復(fù)合材料拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有：ASTMD3039、ASTMD638、SACMASRM4R、

SACMASRM9和ISO527-4，ASTMD638不適用于模量超過20GPa的樹脂基復(fù)合

材料性能測試。ASTMD3039對試驗(yàn)機(jī)的裝夾的要求需要完善，對90°單向試驗(yàn)

件的夾持要求不盡合理，且不完全適用于高溫環(huán)境下的0°拉伸性能測試。SACMA

SRM4R僅適用于測定由高模量連續(xù)纖維（>20GPa）增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料的面

內(nèi)拉伸性能。SACMASRM9為定向正交鋪層纖維—樹脂基復(fù)合材料拉伸試驗(yàn)方法，

其強(qiáng)度性能通過推導(dǎo)得出，其結(jié)果的準(zhǔn)確性業(yè)內(nèi)尚未形成廣泛共識。

國內(nèi)復(fù)合材料拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有：GB/T3354和GB/T1447。GB/T3354除了

存在D3039存在的問題以外，還存在對非.室溫條件下的保溫時(shí)間規(guī)定過于寬泛

等問題。GB/T1447標(biāo)準(zhǔn)參照ISO527-4:1997制定，兼顧了D638和D3039中的

測試方法，但存在一些差異。相比之下，該標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容顯得大而廣，不夠小而精，

在關(guān)鍵問題上，沒有明確的規(guī)定，例如：彎曲的控制、試樣制備工藝、加強(qiáng)片（如

果用）的材質(zhì)和制備等，在這些內(nèi)容上需要進(jìn)一步改進(jìn)。

2.2制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

目前，國內(nèi)外主要的聚合物基復(fù)合材料拉伸試驗(yàn)方法已經(jīng)不能很好滿足材料

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

本標(biāo)準(zhǔn)是在借鑒國內(nèi)外主要的聚合物基復(fù)合材料拉伸試驗(yàn)方法基礎(chǔ)上，結(jié)合

多年研究成果制定。

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

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

ASTMD3039/D3039M-14《聚合物基復(fù)合材料拉伸性能標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》和SACMA

4R-94《定向纖維—樹脂基復(fù)合材料拉伸性能SACMA推薦測試方法》本方法是關(guān)

于聚合物基復(fù)合材料拉伸性能標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。本次標(biāo)準(zhǔn)制訂，借鑒了ASTM

D3039/D3039M-14的兩個(gè)重要技術(shù)內(nèi)容，借鑒了SACMA4R-94的一個(gè)重要技術(shù)內(nèi)

容。

1）借鑒了ASTMD3039/D3039M-14中的試樣形式，為矩形直條形試樣；

2）借鑒了ASTMD3039/D3039M-14中彎曲百分比的測量；

3）借鑒了ASTMD3039/D3039M-14中試樣破壞模式的描述方法；’

4）借鑒了SACMA4R-94中試樣厚度的要求。

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ASTMD3039和SACMA4R-94相比，擴(kuò)大了的應(yīng)用

范圍。

3）試樣

借鑒了ASTMD3039對試樣長度和寬度的規(guī)定，借鑒了SACMA4R-94對試樣

厚度的規(guī)定。借鑒了ASTMD3039中對加強(qiáng)片的相關(guān)規(guī)定，如斜削角度。但也與

區(qū)別，測試90?單向材料時(shí)不要求粘貼加強(qiáng)片，而是采用襯墊砂布夾持的方式。

4）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、90?單向復(fù)合材料拉伸試樣不粘貼加強(qiáng)片的驗(yàn)證

通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)90?單向復(fù)合材料拉伸試樣不需要粘貼加強(qiáng)片，采用一定目

數(shù)的砂布輔助夾持即可成功測試。粘貼加強(qiáng)片反而存在兩方面缺點(diǎn)，一是增加制

樣成本，二是增加制樣難度，不利于獲得準(zhǔn)確的性能數(shù)據(jù)。

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)行國家法律、法規(guī)及國家標(biāo)準(zhǔn)、國家軍用標(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、經(jīng)濟(jì)效果

該測試方法普遍適用于各類定向纖維增強(qiáng)的聚合物基復(fù)合材料拉伸性能測

試，可供各行業(yè)相關(guān)研究人員使用，具有廣泛的社會效應(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，為正確表征和測定

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

2）當(dāng)測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]ASTMD3039/D3039M-14聚合物基復(fù)合材料拉伸性能標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

[2]ASTMD638-08塑料拉伸性能標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

[3]SACMA9-94定向正交鋪層纖維—樹脂基復(fù)合材料拉伸性能SACMA推薦測試

方法

[4]ISO527-4塑料拉伸性能的測定，第4部分：各向同性和正交各向異性纖

維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料的試驗(yàn)條件

[5]GB/T3354-2014定向纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料拉伸性能試驗(yàn)方法

[6]GB/T1447-2005纖維增強(qiáng)塑料拉伸性能試驗(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)合材料層合板拉伸性

能試驗(yàn)方法

主編單位中國航發(fā)北京航空材料研究院

計(jì)劃編號CSTMLX00280-2019

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

拉伸性能試驗(yàn)方法》

編制說明

1、工作簡況

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

計(jì)劃，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃編號為CSTMLX00280-2019。2019年開始制定工作，2020年完

成。

中國航發(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

中國航發(fā)商用航空發(fā)動機(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

楊國騰沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司研究員標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

王雅娜中國航發(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

張代軍中國航發(fā)北京航空材料研究院高工標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

鄭林峰中國直升機(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

朱凱中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司研究院標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

中國航發(fā)商用航空發(fā)動機(jī)有限責(zé)

王禎鑫高工標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容分析討論

任公司

楊洋中國航發(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)化對象簡要情況及制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

2.1標(biāo)準(zhǔn)化對象簡要情況

國外復(fù)合材料拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有：ASTMD3039、ASTMD638、SACMASRM4R、

SACMASRM9和ISO527-4，ASTMD638不適用于模量超過20GPa的樹脂基復(fù)合

材料性能測試。ASTMD3039對試驗(yàn)機(jī)的裝夾的要求需要完善，對90°單向試驗(yàn)

件的夾持要求不盡合理，且不完全適用于高溫環(huán)境下的0°拉伸性能測試。SACMA

SRM4R僅適用于測定由高模量連續(xù)纖維（>20GPa）增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料的面

內(nèi)拉伸性能。SACMASRM9為定向正交鋪層纖維—樹脂基復(fù)合材料拉伸試驗(yàn)方法，

其強(qiáng)度性能通過推導(dǎo)得出，其結(jié)果的準(zhǔn)確性業(yè)內(nèi)尚未形成廣泛共識。

國內(nèi)復(fù)合材料拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有：GB/T3354和GB/T1447。GB/T3354除了

存在D3039存在的問題以外