航空材料力学性能检测：Ⅱ型层间断裂韧性试验结果

1.试验原理

G_ⅡC本质上是面内剪切型裂纹沿纤维方向开始扩展的临界能量释放率。具体实施方法是对一端预制有裂纹的单向复合材料层合板施加三点弯曲载荷，使得裂纹向前扩展，期间记录试样尺寸、载荷、挠度、裂纹长度等信息，经过计算和处理所记录数据获得材料的G_ⅡC值。

2.标准试验方法

Ⅱ型层间断裂韧性试验采用HB 7403—1996《碳纤维复合材料层合板Ⅱ型层间断裂韧性G_ⅡC试验方法》。该标准方法适用于测定单向纤维增强聚合物基复合材料层合板的G_ⅡC。

3.试样

按照图15-13和HB 7403—1996规定的尺寸制备复合材料Ⅱ型层间断裂韧性试样。试样名义长度为140mm，名义宽度为25mm，起始分层长度为40mm。

图15-13 Ⅱ型层间断裂韧性试样

4.试验设备和夹具

试验机和夹具应符合HB 7403—1996的要求。

5.试验程序

1）按照HB 7403—1996的要求准备试样。

2）试验前目视检查每个试样的外观，有明显缺陷的试样应予报废。

3）按照HB 7403—1996的规定测量并记录用于力学性能计算的试样尺寸。(www.xing528.com)

4）按照试验方法规定第一次调整支座跨距，将试样按照试验方法要求放置于三点弯曲试验夹具上，确保试样相对夹具居中。

5）RTD（室温干态）试验应在23℃±2℃、50%±10%R.H.下进行。

6）按照HB 7403—1996的规定对试样施加载荷直至裂纹扩展5mm卸载。

7）再次按照试验方法规定调整支座跨距，对试样重新加载，出现载荷下降，停止试验。期间记录载荷-挠度曲线。

8）其他按HB 7403—1996进行试验，最后按照标准规定报告试验结果。

6.试验数据的处理与表达

Ⅱ型层间断裂韧性G_ⅡC的计算公式为

式中 P——裂纹扩展临界载荷（N）；

δ——与P对应的试样受载点的挠度（mm）；

a——有效裂纹长度（mm）；

W——试样宽度（mm）；

2L——跨距（mm）。