聚合物基复合材料的力学性能

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1、第12章聚合物基复合材料的力学性能12.1绪论一、复合材料的力学性能（1）拉伸强度、拉伸模量、泊松比；（2）压缩强度、压缩模量；（3）弯曲强度、弯曲模量；（4）剪切强度、剪切模虽、层间剪切强度、断纹剪切强度、纵横剪切强度；（5）冲击强度（或冲击韧性）；（6）硬度、巴氏硬度、邵氏硬度；（7）摩擦系数；（8）磨损率。7/24/20212二、CM的物理性能（1）线膨胀系数；（2）导热系数；（3）平均比热；（4）马丁耐热、热变形温度；（5）热机械曲线；（6）体积电阻系数与表面电阻系数；（7）介电系数与介质损耗角正切；（8）击穿电压、介电强度和耐电压；（9）耐

2、电弧；（10）耐温指数；（11）折光率、透光率和雾度。复合材料的稳定性（12）耐燃烧性、氧指数；（13）热稳定性；（14）吸水性；（15）耐化学腐蚀性；（16）大气老化、加速大气老化、湿热老化、盐雾腐蚀老化；（17）霉菌腐蚀。7/24/20213三、影响polymerCM力学性能的因素:试验方法，还取决于树脂基体、增强材料及其界面的粘结状况.在给出其力学性能数据时，要详细说明原材料的数据和成型工艺参数，如树脂基体的结构、组成、配比以及制成树脂浇铸体的基本力学性能数据，纤维直径、捻度、支数、股数、织物厚度、经纬密度、热处理、表面化学处理前后的经纬向弧度

3、、成型工艺方法、温湿度、树脂含量、固化条件（温度、压力、时间）、后期热处理、固化度等。7/24/2021412.2CM力学性能测试12.2.1拉伸最基本的一种力学性能试验方法。适用于测定玻璃纤维织物增强塑料板材和短切玻璃纤维增强塑料的拉伸性能，包括拉伸强度、弹性模量、泊松比、伸长率、应力-应变曲线等。在规定的温度、湿度和试验速度下，在试详上沿纵轴方向施加拉伸裁荷使其破坏，此时材料的性能指标如下：1.拉伸强度i—拉伸强度，MPa；p—破坏载荷（或最大载荷），N；b—试样宽度，cm；h—试样厚度，cm。7/24/202152.拉伸断裂伸长率εi—试样拉

4、伸断裂伸长率，%；△Lb—试样断裂时标距式L0内伸长量，cm；L0—测量的标距，cm。3.拉伸弹性模量Ei—拉伸弹性模量，MPa；△P—载荷―变形曲线上初始直线段的载荷增量，N；△L—与载荷增量△P对应的标距L0内的变形增量，cm。7/24/202164.泊松比μ—泊松比；ε1、ε2：分别为载荷增量△P对应的纵向应变和横向应变。L1、L2—分别为纵向和横向的测量标距，cm；△L1、△L2—分别为与载荷增量△P对应的标距L1和L2得变形增量，cm。7/24/202175.拉伸应力-应变曲线图玻璃纤维增强塑料该曲线由折线组成，折线的拐点出现在强度极限的三

5、分之一处附近，试样拉伸过程达到此处时，可听到有开裂声，并伴随在试样表面上出现白斑。由于折线的存在，就形成了所谓第一弹性模量和第二弹性摸量。第二弹性模量是复合材料的特点，由于在受力状况下树脂和纤维延伸率不同，在界面处出现开裂（热固性树脂延伸率仅1%左右，玻璃纤维延伸率：有碱纤维为2.7％，无碱纤维为3%），有缺陷的纤维先断裂，使纤维总数少于起始状态，相应每根纤维上受力增加，形变也就增加。7/24/2021812.2.2压缩常温下对标准试样的两端施加均匀的、连续的轴向静压缩载荷。直至破坏或达到最大载荷时，求得压缩性能参数。试验方法GB1448—83。1.

6、压缩强度：试样直至破坏或达到最大载荷时所受的最大压缩应力σc—压缩强变，Mpa；P—破坏或最大载荷，N；F—试样横截面积，cm2。2.压缩弹性模量：在比例极限范围内应力和应变之比。Ef—弯曲弹性模量，MPa；△P—载荷―挠度曲线上初始直线段的载荷增量，N；△f—与载荷增量△P对应的跨距中点处的挠度增量，cm。7/24/2021912.2.3弯曲试验试验方法GB1440-83，包括弯曲强度、弯曲弹性模量、规定挠度下的弯曲应力、弯曲载荷-挠度曲线。1.弯曲强度：采用简支梁，将试样放在两支点上，在两点间的试样上施加集中载荷，使试样变形直至破坏时的强度为弯曲

7、强度。σf-弯曲强度，P-破坏载荷（或破坏载荷，或挠度为1.5倍试样厚度时的载荷），N；L-跨距，cm;B、h-试样宽度和厚度，cm;7/24/2021102、弯曲弹性模量：在比例极限内应力与应变比值。Ef：弯曲弹性模量，MPa△P：载荷-挠度曲线上初始直线段的载荷增量，N△f：与载荷增量△P对应的跨距中点处的挠度增量，cm7/24/20211112.2.4剪切单面剪切、双面剪切、拉伸剪切、压缩剪切、弯曲剪切等。(GB1450.I-83)1.剪切强度:试样在剪切力作用下破坏时单位面积上所能承受的载荷值。①单面剪切强度②双面剪切强度Pb—破坏载荷，N；

8、b、h—试样受剪面宽度、高度，cm；τs—层间剪切强度，MPa。③层间剪切强度：层压材料中沿层间单位面积上所