广州纤维增强复合材料面内剪切测试-GB/T28889-2012方法A 双V型缺口梁法--复合材料面内剪切性能试验方法A双V型缺口梁法

摘要：纤维增强复合材料面内剪切是为了评估复合材料的面内剪切强度和剪切模量，以及其与基体材料的界面性能。通过该试验，可以了解复合材料的剪切性能随温度、湿度等环境条件的变化情况，为复合材料的设计和应用提供依据。

公司名称：广州中翔检测技术有限公司www.zhongxiangjc.com

纤维增强复合材料是由增强纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维以及其他纤维，比方有亚麻、棉或竹纤维等，与基体材料（树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料）等经过缠绕，模压或拉挤等形成的复合材料。因轻质高强、耐腐蚀、设计灵活性被广泛应用于航空、汽车、建筑等多个领域的发展；面内剪切试验是评估FRP材料力学性能的重要手段之一，对于其设计和应用具有重要意义。

纤维增强复合材料面内剪切是为了评估复合材料的面内剪切强度和剪切模量，以及其与基体材料的界面性能。通过该试验，可以了解复合材料的剪切性能随温度、湿度等环境条件的变化情况，为复合材料的设计和应用提供依据。

复合材料应用领域

纤维增强复合材料面内剪切测试核心原理是通过特定的加载方式，在试样的平面内（即沿纤维方向和垂直于纤维方向所构成的平面）诱导出纯剪切或近似纯剪切应力状态，从而测量复合材料抵抗剪切变形的能力，即面内剪切模量和剪切强度。

一、纤维增强复合材料面内剪切测试内容：

1.剪切强度测试‌

通过施加剪切力直至复合材料破坏，记录更大载荷，计算剪切强度。剪切强度是衡量复合材料抵抗剪切破坏能力的重要指标；

2.‌‌剪切模量测试‌

在复合材料弹性变形范围内，通过施加不同级别的剪切力并记录相应的变形量，计算剪切模量。剪切模量反映了复合材料对剪切应力的抵抗能力，是衡量复合材料刚性的重要指标。

3.极限剪应变测试

记录复合材料在剪切载荷作用下达到破坏时的更大剪应变值，以评估复合材料的塑性变形能力。

4.破坏特征观察‌

观察并记录复合材料在剪切载荷作用下的破坏形态，如裂纹扩展、分层等现象，以分析复合材料的破坏机理。

二、纤维增强复合材料面内剪切测试方法：

1. ‌面内剪切测试‌

±45°偏轴拉伸法‌：通过拉伸层合板诱导纯剪切应力状态，计算剪切模量（G₁₂）和强度（τ₁₂），适用于连续纤维增强层压板；

复合材料‌面内剪切测试-‌±45°偏轴拉伸法

V型缺口梁法‌：对带10°缺口的试件进行拉伸，在缺口间小区域内产生理论上的“纯剪”应力状态。

复合材料 V 型缺口梁剪切测试夹具

双轨（轨道）剪切法：用两副夹具夹持试件边缘，通过夹具的相对滑动使试件中心区域受剪。

复合材料双轨（轨道）剪切测试夹具

剪切框法：利用一个高刚性的外部框架，通过对角压缩将载荷转化为作用在试样上的纯剪力。这是能实现大面积均匀纯剪切应力的实验方法。

平板扭曲法：对一个四边简支或自由支撑的矩形或方形薄板，在其两个对角点施加一对大小相等、方向相反的集中力（或力矩），使板发生扭转变形。

三、纤维增强复合材料面内剪切测试设备、测试条件与试样数量：

1.测试设备

电子万能试验机+复合材料面内剪切夹具；

2.‌环境调节‌

标准实验室条件：温度 ‌23±2℃‌、湿度 ‌50±5%‌，调节时间不低于 ‌24小时‌；

湿态试样需按标准（如GB/T 1446）进行浸水预处理。

3.‌数量要求‌

每组测试需至少 ‌5个有效试样‌，异常数据需剔除并补测以提高数据可靠性。

四、纤维增强复合材料面内剪切测试适用标准：

1.面内剪切测试-±45°偏轴拉伸法

中国标准：

GB/T 3355-2014聚合物基复合材料纵横剪切（面内剪切）试验方法；

美国标准：

ASTM D3518/D3518M-18 采用±45°层压板拉伸试验测量聚合物基复合材料面内剪切特性的标准试验方法；

国际标准：

ISO 14129:1997纤维增强塑料复合材料－用±45°拉伸试验方法测定面内剪切应力/剪切应变 包括面内剪切模量和强度；

空中客车公司企业标准：

AITM 1-0002复合材料 - 通过±45°层合板拉伸试验测定面内剪切性能；

2.面内剪切测试-V型缺口梁法

中国标准：

GB/T 28889-2012方法A 双V型缺口梁法--复合材料面内剪切性能试验方法A双V型缺口梁法；

GB/T 30970-2014聚合物基复合材料剪切性能V型缺口梁试验方法；

美国标准：

ASTM D5379-2019聚合物基复合材料剪切性能的标准试验方法（V型缺口梁剪切法）；

3.面内剪切测试-双轨（轨道）剪切法

中国标准:

GB/T 28889-2012方法C：双轨剪切法--复合材料面内剪切性能试验方法中的 “方法C：双轨剪切法”；

美国标准：

ASTM D4255/D4255M用轨道剪切法测试聚合物基复合材料面内剪切性能的标准指南；

ASTM D7078/D7078M-20 V 型槽轨道剪切方法测复合材料剪切性能测试标准；

4.面内剪切测试-剪切框法

中国标准：

GB/T41498-2022 纤维增强塑料复合材料 用剪切框测定面内剪切性能；

国际标准：

ISO 20337:2018纤维增强塑料复合材料—用剪切框测定面内剪切性能；

5.面内剪切测试-平板扭曲法(扭板试验\面板扭曲试验）

中国标准：

GB/T37897-2019纤维增强塑料复合材料平板扭曲法测定面内剪切模量;

美国标准：

ISO 15310:1999纤维增强塑料复合材料—用板扭转法测定面内剪切模量；

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