聚合物复合材料力学试验中容易出现的一些问题

拉伸试验

拉伸试验中试样的对中度不好，将会得到偏低的拉伸强度。而试样的对中度不好的原因主要来自三个方面：一是试验设备（试验机）的拉伸夹具对中度不好；二是试样安装时对中度不好；三是试样制备时纤维的方向出现偏差，涉及预浸料铺叠和固化后层合板切割两个过程。以上情况导致的复合材料对中度不好的情况，都会引起复合材料试样中纤维方向和加载线的偏离。研究表明，纤维取向偏离1°会使单向层合板的拉伸强度降低30%左右。

所以在试验中，当确认了试验机和试样制备过程都没有问题的前提下，遇到试样弯曲百分比超过3%的情况时，为了消除对中度不好带来的不良影响，应该尝试改变试样在夹具中的摆放以期获得较好的对中度。

Figure 1 Hydraulic wedge grips

压缩试验

湿态试样的高温压缩模量没有有效测试方法：压缩试样工作段空间很小，一般引伸计无法使用，应变计占用空间小，可以满足空间要求。但是高温条件下应变计与湿态试样表面的粘结强度减弱，导致湿态复合材料试样高温压缩模量测试结果偏高。

目前两种替代方案：一是单独设计压缩模量测量试样和夹具，用高低温双面平均引伸计测量湿态试样的高温压缩模量；二是采用非接触的数字图像相关方法（DIC）测量高温压缩模量。

Figure 2复合加载压缩夹具

ASTM D6641, ISO 14126 Method 2  Option A

剪切试验

目前国内测试复合材料面内剪切性能的试验方法很多，包括GB/T3355、 ASTM D3518、ASTM D3846、ASTM D5379和ASTM D4255。但是不同的方法所用的表征方法所取的面内剪切强度数值相差甚远。而且不同的使用方法由于对试样实施面内剪切载荷所采用的工装夹具有所差异，试样工作段的应力分布也不同，因此采用不同的试样方法所获得的面内剪切强度是不可比的。

Figure 3 Iosipescu shear