GBT 1456-2005 夹层结构弯曲性能试验方法.pdf 11页

'ICS83.120Q23荡日中华人民共和国国家标准GB/T1456-2005代替GB/T1456-1988夹层结构弯曲性能试验方法Testmethodforflexuralpropertiesofsandwichconstructions2005-05-18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发布中国国家标准化管理委员会 GB/T1456-2005月U吕本标准修改采用美国ASTMC393-00《夹层结构弯曲性能的标准试验方法》。附录A中列出了本标准章条编号与ASTMC935-00章条编号的对照一览表。本标准与ASTMC393-0。的主要技术差异如下:—试样尺寸的规定更合理;—采用外伸梁三点弯曲法测定弯曲刚度和剪切刚度;—刚度的计算公式简便;—支座更符合简支条件;—增加了不同面板的弯曲性能计算公式;—芯子剪切应力和计算公式更科学、更全面;—增加了术语和定义。本标准代替GB/T1456-1988(夹层结构弯曲性能试验方法》。本标准与GB/T1456-1988相比主要变化如下:—增加了前言;—增加了术语和定义(见第3章);—增加了试验原理(见第4章);—原试验条件分为试验设备与状态调节二章来编写(1988年版的第4章，本版的第5章和第7章);—增加了不同面板的弯曲性能计算公式(见9.8),本标准的附录C为规范性附录，附录A、附录B、附录D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。本标准负责起草单位:上海玻璃钢研究所。本标准参加起草单位:北京航空材料研究院。本标准主要起草人:周祝林、王亚熊、张子龙。本标准于1978年首次发布，1988年第一次修订，2005年第二次修订。 GB/T1456-2005夹层结构弯曲性能试验方法范围本标准规定了夹层结构弯曲性能的试验原理、试验设备、试样、状态调节、试验步骤、计算、试验结果及试验报告等。本标准适用于测定夹层结构承受弯曲时面板的应力和芯子的剪切应力;夹层结构的弯曲刚度和剪切刚度，夹层结构面板的弹性模量和芯子的剪切模量;也适用于测定面板与芯子之间的胶接强度。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)或修订版均不适用本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议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/T1446-2005纤维增强塑料性能试验方法总则GB/T1455夹层结构或芯子剪切性能试验方法GB/T3961纤维增Mm料犬语术语和定义GB/T3961确定的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1弯曲面板强度flexurefacingstrength夹层结构在弯曲载荷作用下，面板破坏时面板所承受的最大应力。3.2弯曲芯子剪切强度flexurecoreshearstrength夹层结构在弯曲载荷作用下，芯子破坏时芯子所承受的最大剪切应力。3.3弯曲胶层强度flexureadhesivelayerstrength夹层结构在弯曲载荷作用下，胶层破坏时胶层所承受的最大剪切应力。3.4外伸梁三点弯曲overhangingbeamthreepointbending带有外伸臂长梁，在跨中加集中载荷，在跨中、两外伸点上安装三只位移传感器，测出跨中、左右外伸点的挠度，以便计算出夹层结构弯曲刚度和剪切刚度。试验原理通过夹层结构长梁试样的三点弯曲试验测定面板的弯曲强度，通过夹层结构短梁试样的三点弯曲测定芯子的剪切强度，通过夹层结构长梁试样的外伸梁三点弯曲测定弯曲刚度和剪切刚度，从而测定面板的弹性模量和芯子的剪切模量。5试验设备和试验条件5.1试验机应符合GB/T1446-2005第5章的规定。 GB/T1456-20055.2加载压头及支座见图1。加载压头垫块平面部分宽度应满足10mm簇B簇30mm。支座处可以自由转动的垫块，平面部分的宽度应满足10mm<官簇20mm,5.3加载压头与试样之间垫上一块硬质橡胶垫片，其宽度大于压头宽度，厚度为3mm-5mm,5.4位移传感器，变形计，精度。.001mm,5.5游标卡尺、卡钳，精度为0.01mm.5.6加载速度随试样跨距、厚度及材料性能而改变。一般情况下，测强度时为(2^-5)mm/min,测刚度时为(0.5一1.0)mm/min.5.7试验环境条件按GB/T1446-2005第3章规定。1—加载压头垫块;2—橡胶垫片;3—试样;4、8—支座垫块;5、7—支座奋6—位移传感器图1三点弯曲试验装i示意图6试样6.1试样为矩形横截面的长方形形状。6.2试样厚度与夹层结构制品厚度相同。当夹层结构制品厚度未定时，为测定面板弯曲强度和芯子剪切性能，芯子厚度取15mm，面板厚度取。.3mm-1.0mm.6.3试样宽度应小于跨距的二分之一。6.3.1对于硬质泡沫塑料、轻木等连续芯子，试样宽度为60mm.6.3.2对于蜂窝、波纹等格子型芯子，试样宽度为60mm，或至少应包括4个完整格子。6.4试样长度为跨距加40mm或加二分之一厚度，选其中数值大者，跨距根据试验目的而定。6.4.1测定芯子剪切强度时，三点弯曲(见图1)的跨距应满足式(1),l‘2竺vt"t..⋯，。‘.......-.·⋯，，。。..⋯⋯(1) GB/T1456-2005式中:Z—跨距，单位为毫米(mm);a;—面板的拉、压许用应力，单位为兆帕(MPa);t,—面板厚度，单位为毫米(mm);ra—芯子的剪切强度，单位为兆帕(MPa).6.4.2测定面板强度时，三点弯曲的跨距应满足式(2):‘、2"UT,c"t································一‘2，式中:a;—面板的拉、压强度，单位为兆帕(MPa);r.—芯子的剪切许用应力，单位为兆帕(MPa).6.4.3测定夹层结构的弯曲刚度、剪切刚度时，采用外伸梁三点弯曲(见图2)，其跨距一般取式(1)等式值，外伸臂长度a为跨距的三分之一或二分之一。6.4.4对于纤维增强塑料等复合材料夹层结构，跨距、外伸臂长度等参见附录Ba6.5对于正交各向异性结构，试样分纵向和横向两种。6.6试样加工按GB/T1446-2005中4.1.1的规定。6.7试样数量按GB/T1446-2005中4.3的规定。7状态调节试样的状态调节按GB/T1446-2005中4.4的规定。8试验步骤8.1试样外观检查按GB/T1446-2005中4.2的规定。8.2将合格试样编号，测量试样跨距内任意三处的宽度和厚度，取算术平均值。面板厚度取名义厚度或同一批试样的平均厚度。测量精度按GB/T1446-2005中4.5的规定。对格子型芯子的夹层结构试样，记录横截面上格子壁的数目。8.3按选定跨距调整支座，跨中安装位移传感器，见图1e测刚度时，按外伸梁三点弯曲方法安装三只位移传感器，见图2.8.4测定强度时，把试样安放在弯曲试验的支座上，加上加载压头，并在压头与试样之间垫上一块硬质橡胶垫片，调整试验机零点，按选定的加载速度，均匀连续加载至试样破坏，读取破坏载荷，观察并记破坏形式。8.5测定刚度时，施加预加载荷(破坏载荷的15%-20%)，消除试样与支座间的空隙，卸至初载(破坏载荷的5%).调整仪表零点，然后以破坏载荷的5%为级差，按规定的加载速度，分级加载至破坏载荷的40%^-50%，记录各级载荷和相应挠度值。若需整个载荷一挠度资料，则应测到破坏为止。如有自动记录仪表，可以连续加载。注1:若出现载荷示值下降或停顿现象，则以此时的载荷示值作为破坏载荷注2:芯子剪切强度和剪切模量按GB/T1455WV"r"a_ GB/T1456-20051—试样;2,4—外伸点的位移传感器;3-跨中的位移传感器;l—跨距;a—外伸臂长度图2外伸梁三点弯曲示意图9计算9.1绘制载荷一挠度曲线。9.2芯子的剪切应力按式(3)计算:尸·K(3)r}=2"b"(h丁tr)式中:r,—芯子剪切应力，单位为兆帕(MPa);尸—跨中载荷，单位为牛顿(N);K—无量纲数;b—试样宽度，单位为毫米(mm);h—试样厚度，单位为毫米(mm);t;—试样面板厚度，单位为毫米(mm),如果K取1，则上式不计及面板承受的剪切，当计及面板承剪时，K按式(4),(5)计算:K=1一e"·····························⋯⋯(4)lF6G(h一t,)7112，尸、八=—一—一..............·.⋯⋯“.⋯⋯”.⋯、。尹4t;L七;.t,~式中:e—自然对数的底;A—无量纲数，按式(5)计算;G}—芯子剪切模量，单位为兆帕(MPa);E,—面板弹性模量，单位为兆帕(MPa),当P为破坏载荷，破坏发生面板与芯子脱胶时，则式(3)计算的结果为胶接剪切强度。当P为比例极限载荷时，则式(3)计算的结果为芯子剪切比例极限9.3面板应力按式(6)计算:尸.l(6)of一!b"t,瓦二tf,式中:of—面板中的拉、压应力，单位为兆帕(MPa)当尸为破坏载荷，并且发生面板拉断或压缩皱折等破坏现象时，则式(6)计算的结果为夹层结构弯曲时的面板强度。 GB/T1456-20059.4夹层结构弯曲刚度按式(7)计算:尸。a·AP(7)16五式中:D—夹层结构的弯曲刚度，单位为牛顿·平方毫米(N"mm");a—外伸臂长度，单位为毫米(mm);OP—载荷一挠度曲线初始段的载荷增量值，单位为毫米(mm);fl—对应△P的外伸点的挠度增量值(取左右两点的平均值)，单位为毫米(mm),95面板的弹件檬量枪it,(8)计竺，。D乙f=代尸(8)J式中:E,—面板弹性模量，单位为兆帕(MPa);J—夹层结构惯性矩，单位为四次方毫米(mm"),(h"一h,")·b(9)12(1一a;,)b·t,(h一t,)"(10)2式中:h,—试样中芯子厚度，单位为毫米(mm);Pf—面板的泊松比。注:式(9)中已略去芯子的弯曲刚度，式(10)中已略去芯子和面板本身的弯曲刚度。9.6夹层结构的剪切刚度按式(11)计算:△尸4(f一3Xf,式中:U—夹层结构的剪切刚度，单位为牛顿(N);了一一一对应△尸试样跨中的挠度增量值，单位为毫米(mm).9.7芯子的剪切弹性模量，按式(12)计算:Ub(h一Lr)式中:G—芯子剪切弹性模量。9.8不同面板夹层结构的弯曲性能计算见附录C,9.9蜂窝芯子的蜂壁剪切性能计算见附录Do10试验结果按GB/T1446-2005第6章的规定。11试验报告按GB/T1446-2005第7章的规定。 GB/T1456-2005附录A(资料性附录)本标准与ASTMC393-00章条编号对照表A.1给出了本标准章条编号与ASTMC393-00章条编号对照一览表。表A.1本标准与ASTMC393-00章条编号对照本标准章条编号对应的国外标准章条编号1.范围1.范围z.规范性引用文件z.参考文献3.术语和定义3，意义和应用4.试验原理5.试验设备和条件4.设备6.试样5.试样7状态调节6.状态调节8.试验步骤7.步骤9.计算8.计算10试验结果11，试验报告9.报告10.精度和偏差n.关键词 GB/T1456-2005附录B(资料性附录)跨距参考表对于纤维增强塑料等复合材料夹层结构，测芯子剪切强度的短梁跨距，外伸梁三点的跨距和外伸长度，测面板强度的三点弯曲跨距的参考数值列于表B.1,衰B.1跨距参考表单位为毫米试样厚度入6^-1010--2020^40短梁测芯子剪切强度1100160200l120160200外伸梁三点弯曲测刚度口6080100三点弯曲测面板强度I)300妻400>500注:面板厚度小于或等于I... GB/T1456-2005附录C(规范性附录)不同面板夹层结构鹰曲性能计算公式C.1弯曲刚度不同面板夹层结构弯曲刚度按式(C.1),(C.2)计算:D一2。一E3nbe2+E3=b(t=-e)"+二tnb(“一Z)2+bEret;n"("、>e)二‘C.1)D一名EJ;E,b12tna+E=t=b(e一刹’+E.tnb(h一剖’+男乎(当、