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ASTM D3552纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的拉伸性能試驗(yàn)方法簡介

一 、應(yīng)用范圍：

ASTM D 3552 Standard test method for tension Properties of Fiber Reinforced Metal Matrix Composite Materials試驗(yàn)方法適用于測定連續(xù)或不連續(xù)高模量纖維增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料拉伸力學(xué)試驗(yàn)性能，該試驗(yàn)方法用于在常溫環(huán)境或高溫環(huán)境中對試件施加單軸載荷的拉伸試驗(yàn).參考標(biāo)準(zhǔn)D3039/D 3039M聚合物基復(fù)合材料拉伸性能試驗(yàn)方法，E 8金屬材料拉伸試驗(yàn)方法，ASTM E 1012拉伸載荷下試樣對中標(biāo)定的操作規(guī)程。

二、拉伸試驗(yàn)方法概述：

將纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料拉伸試件安裝到力學(xué)試驗(yàn)機(jī)拉伸夾具夾頭中，以設(shè)定的恒定加載速率施加單向拉伸載荷，直至試件出現(xiàn)破壞，由破壞前承受的最大載荷確定材料的極限強(qiáng)度。若用應(yīng)變或位移傳感器測試試樣應(yīng)變，則能確定材料的應(yīng)力-應(yīng)變參數(shù)，從而得到極限拉伸應(yīng)變、比例極限和拉伸彈性模量等試驗(yàn)參數(shù)。

三、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法的意義：

本試驗(yàn)方法是為了得到用于材料標(biāo)準(zhǔn)，研究與開發(fā)，質(zhì)量保證以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析的拉伸力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。影響拉伸響應(yīng)并應(yīng)在報(bào)告中給出的因素包括：材料、材料制備和鋪貼方法、試件鋪層順序、試件制備、試件狀態(tài)調(diào)節(jié)、試驗(yàn)環(huán)境、試件對中和夾持、試驗(yàn)速度、在某一溫度下的時(shí)間和增強(qiáng)體體積百分?jǐn)?shù)。從本試驗(yàn)方法可獲得試驗(yàn)方向的性能包括：極限拉伸強(qiáng)度、極限拉伸應(yīng)變、拉伸彈性模量、泊松比等試驗(yàn)參數(shù)。

四、試驗(yàn)設(shè)備要求：

   復(fù)合材料拉伸試驗(yàn)機(jī)配備液壓拉伸試驗(yàn)夾頭（推薦使用平推對夾夾頭）（可以夾持圓棒試樣或平板試件）、高溫試驗(yàn)裝置、高溫拉伸試驗(yàn)夾具、加載速率可以從軟件端進(jìn)行設(shè)置、載荷顯示用計(jì)算機(jī)端能顯示試驗(yàn)件承受總載荷的適當(dāng)?shù)妮d荷指示。該裝置應(yīng)在規(guī)定的試驗(yàn)速率下運(yùn)行，且給出的載荷精度應(yīng)在顯示值的±0.5%以內(nèi)。試驗(yàn)機(jī)精度應(yīng)按操作規(guī)程E 4驗(yàn)證。因此應(yīng)選擇用于每個(gè)特定試驗(yàn)時(shí)標(biāo)定的載荷范圍，來保證預(yù)期的最大載荷在標(biāo)定載荷范圍的20~80%，這是為確保線性標(biāo)定載荷相應(yīng)和防止載荷傳感器不會超載，拉伸夾頭的對中需滿足ASTM E1012對同軸度的要求，F(xiàn)L5105拉伸試驗(yàn)機(jī)配置液壓平推拉伸夾具滿足其加載要求，用于復(fù)合材料變形測試的引伸計(jì)應(yīng)滿足操作規(guī)程E 83，對工作段長度為25 mm的試件，B-1級要求可用來代替應(yīng)變計(jì)，它也用在超過應(yīng)變計(jì)使用溫度的高溫試驗(yàn)中，即高溫引伸計(jì)應(yīng)按E 83定期標(biāo)定。

五、試驗(yàn)的計(jì)算：

拉伸強(qiáng)度：拉伸極限強(qiáng)度等于最大載荷除以平均橫截面積，計(jì)算到3位有效數(shù)字，單位為MPa；彈性模量：通過確定應(yīng)力-應(yīng)變曲線直線段斜率來計(jì)算彈性模量，在曲線上標(biāo)出計(jì)算段的位置，模量單位為GPa；計(jì)算斷裂時(shí)的總應(yīng)變：用百分?jǐn)?shù)或微應(yīng)變(με)給出斷裂時(shí)的總應(yīng)變，對每組試驗(yàn)，計(jì)算并給出每個(gè)性能的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。