復合材料雙軸拉伸試驗是一種用于研究復合材料在多軸應力狀態下的力學性能的重要測試方法,其測試方法及主要內容如下:

一、測試方法
試驗設備:雙軸拉伸試驗需要專門的試驗機,凱爾測控的原位雙軸試驗機,是一款專為復雜力學性能測試設計的設備,能夠滿足多種材料的力學性能研究,此外,還可搭配光學應變測量系統或引伸計來測量試樣在雙軸應力場中的應變。



試樣設計:常見的試樣形狀為十字形試樣,其在兩個方向(垂直和水平)上加載,用于產生雙軸拉伸應力場。試樣設計需考慮應力集中區域,以確保試驗結果的準確性。

加載方式:試驗中可通過兩個載荷軸施加拉伸載荷,還可結合扭矩施加載荷,以模擬更復雜的應力狀態。附加試驗軸可用于再現恒定應力比(線性應力路徑)和任意組合應力路徑(階梯法)。
數據采集與分析:通過力和扭矩傳感器測量應變或載荷,同時搭配光學測量系統記錄試樣各軸向上的位移。對于十字形試樣,還需在試樣中心設置標記以實現中點控制。

二、主要內容
應力場研究:雙軸拉伸試驗主要用于研究試樣交點處的規定應力值,以評估復合材料在多軸應力狀態下的力學行為。
性能評估:通過試驗可測定復合材料的拉伸模量、泊松比、拉伸強度等性能指標。這些性能指標對于復合材料的設計和應用具有重要意義。
標準依據:對于金屬復合材料的雙軸拉伸試驗,有ISO-FDIS16842標準草案,提供了試樣設計、試驗安排和試驗程序的說明。對于纖維增強復合材料,ISO527-4和ISO527-5標準也常用于指導拉伸性能測試。
試驗策略:試驗策略包括再現恒定應力比和任意組合應力路徑,以模擬實際應用中的復雜應力狀態。
復合材料雙軸拉伸試驗在研發和材料性能評估中具有重要作用,能夠提供比單軸拉伸試驗更全面的力學性能數據。