style="width:9.20667in;height:3.7532in" />GB/T 33501—2017 本文是学习GB-T 33501-2017 碳-碳复合材料拉伸性能试验方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了碳/碳复合材料室温拉伸性能试验方法的术语和定义、试验设备、试样、试验条件、试
验步骤、计算和试验报告。
本标准适用于室温下测定三维穿刺碳/碳复合材料和准三维针刺碳/碳复合材料的拉伸强度、拉伸
弹性模量、泊松比、比例极限应力、比例极限应变。类似结构的碳/碳复合材料也可参照执行。
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1446 纤维增强塑料性能试验方法总则
GB/T 3961 纤维增强塑料术语
GB/T 3961 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
碳/碳复合材料 C/C composites
碳纤维增强碳基的复合材料。
3.2
三维穿刺碳纤维织物 punctured three-dimensional carbon
fibre texture
XY 向为连续长碳纤维铺层，Z
向采用连续长碳纤维束双向贯穿而制成的三维整体织物。
3.3
三维穿刺碳/碳复合材料 punctured three-dimensional
carbon fibre reinforced carbon composites
用三维穿刺碳纤维织物作为增强体制备的碳/碳复合材料。
3.4
准三维针刺碳纤维织物 needled quasi-three-dimensional
carbon fibre texture
XY 向为碳纤维无纬布或碳纤维经编有纬布与短碳纤维网胎铺层，Z
向采用针刺工艺引入短碳纤
维而制成的准三维整体织物。
3.5
准三维针刺碳/碳复合材料 needled quasi-three-dimensional
carbon fibre reinforced carbon composites
用准三维针刺碳纤维织物作为增强体制备的碳/碳复合材料。
3.6
XY 向 the XY direction
碳/碳复合材料中无纬布或连续长纤维平铺平面的方向。
3.7
Z 向 the Z direction
碳/碳复合材料中垂直于 XY 向的方向。
style="width:9.20667in;height:3.7532in" />GB/T 33501—2017
试验机和测量仪器应符合GB/T1446 的规定。
碳/碳复合材料拉伸试样为扁平状，取样方向有两种：XY 向 和Z
向。三维穿刺碳/碳复合材料拉伸
试样形状见图1,准三维针刺碳/碳复合材料拉伸试样形状见图2,对应的试样尺寸见表1。三维穿刺
碳/碳复合材料 Z 向拉伸试样的工作段应保证横截面(XY
平面)内至少包含完整的3×3纤维束。
说明：
L — 总长度；
Lo—— 工作段长度；
Li— 夹持段长度；
R — 过渡半径；
w ——工作段宽度；
b — 夹持段宽度；
h ——厚度。
图 1 三维穿刺碳/碳复合材料拉伸试样
style="width:10.63337in;height:3.69996in" />
说明：
L — 总长度；
Lo— 工作段长度；
b — 宽度；
h — 厚度。
图 2 准三维针刺碳/碳复合材料拉伸试样
GB/T 33501—2017
表 1 碳/碳复合材料拉伸试样尺寸 单位为毫米
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试样制备按GB/T 1446 的规定，同时在加工试样过程中应遵循如下原则：
a)
样坯从制品上切取后，应及时做好方向标记并注明此样坯将会制取成何种方向的拉伸试样。
b) 加工后的拉伸试样应进行外观目视检查。对于三维穿刺碳/碳复合材料 Z
向拉伸试样，应保 证横截面(XY
平面)内至少包含3×3束纤维整数，且工作段9束碳纤维完整。
每组有效试样应不少于5个。
试验标准环境应满足GB/T 1446 的规定。
试验前，试样在实验室标准环境条件下至少放置24 h。
7.1.1 按 GB/T1446 的规定检查试样外观，对每个试样编号。
7.1.2 按6.2的规定对试样进行状态调节。
7.1.3 试样状态调节后，在试样工作段三个截面测量宽度 w 和厚度h,
并取三次测量的算术平均值。 测量精度不低于0.02 mm。
7.2.1
将试样对中夹持于试验机上、下夹头的夹块内，使载荷中心与试样轴向中心线一致。
7.2.2
夹持力在表2推荐的范围内进行调整，以避免夹持力过大造成试样夹持部位破坏。
GB/T 33501—2017
表 2 推荐的夹持力
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7.2.3 安装引伸计时，引伸计的标距中心与试样标距中心保持一致。
7.3.1 按0.5 mm/min～1.0 mm/min
的加载速率对试样连续加载，直至试样破坏。连续测量并记录载
荷-应变数据、最大载荷。
7.3.2
试样破坏后对试样断裂部位进行外观目视检查，并记录试样破坏模式。试样在夹持段根部和夹
持段内破坏的均为无效试样。试样典型破坏模式参见附录 A。
拉伸应力和拉伸强度分别按式(1)和式(2)计算，结果保留三位有效数字：
style="width:0.97326in;height:0.61996in" />
style="width:1.2132in;height:0.62656in" />
…………………………
…………………………
(1)
(2)
式 中 ：
σ; — — 试样的拉伸应力，单位为兆帕(MPa);
σ — 试样的拉伸强度，单位为兆帕(MPa);
P.— 试样承受的载荷，单位为牛顿(N);
Pmax—— 试样承受的最大载荷，单位为牛顿(N);
w — 试样工作段宽度，单位为毫米(mm);
h —— 试样工作段厚度，单位为毫米(mm)。
拉伸弹性模量按式(3)计算，结果保留三位有效数字：
style="width:1.7733in;height:0.58014in" /> ………………………… (3)
式 中 ：
E — 试样的拉伸弹性模量，单位为吉帕(GPa);
△σ— 拉伸应力-应变曲线上初始直线段上两个应变点(在0 . 005%～0 .
05%应变范围内取值)对
应拉伸应力的差值，单位为兆帕(MPa);
△e — 拉伸应力-应变曲线上初始直线段上两个应变点(在0 . 005%～0 .
05%应变范围内取值)对
GB/T 33501—2017
应应变量的差值。
泊松比按式(4)计算，结果保留三位有效数字：
style="width:0.91332in;height:0.60676in" /> ………………………… (4)
式 中 ：
v —— 泊松比；
△e,—— 对应载荷增量△P 的横向应变增量(在应力-应变曲线上初始线性段);
△e₁— 对应载荷增量△P 的纵向应变增量(在应力-应变曲线上初始线性段)。
在拉伸应力-应变曲线上，将应力-应变初始线性段沿应变轴平移到一给定的应变偏移量(推荐采用
0.05%),平移后的初始线性段与应力-应变曲线相交，该交点所对应的应力值和应变值即为比例极限应
力和比例极限应变，分别用σ0s 和 eos 表示，见图3。
style="width:6.10658in;height:3.02654in" />
应 变 ：
图 3 比例极限应力和比例极限应变确定方法示意图
对于每一组试样，按 GB/T1446
的规定计算每一种性能的算术平均值、标准差和离散系数。
试验报告 一般包括下列内容：
a) 试验项目名称、执行标准和方法；
b) 试验时间和地点、试验环境条件；
c) 试样来源，材料品种及规格；
d) 试样编号和尺寸、试样方向及数量；
e) 试验设备及仪器的型号、规格；
f) 加载速率；
g) 每个试样的测定值，每组试样的算术平均值、标准差与离散系数；
h) 必要时，给出每个试样的破坏模式；
i) 试验人员、日期及其他。
style="width:3.1067in" />
style="width:2.24672in;height:3.11982in" />
style="width:1.55996in;height:3.05998in" />
style="width:2.1734in;height:3.02676in" />
style="width:1.57994in;height:2.99332in" />GB/T 33501—2017
(资料性附录)
碳/碳复合材料拉伸试验的破坏模式
A.1
碳/碳复合材料拉伸试验破坏模式采用代码形式，用三个大写英文字母表示代码，见表
A.1。
表 A.1 试样破坏模式代码
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A.2 典型破坏模式和代码如图 A. 1 所示。
style="width:1.60669in;height:3.06658in" />
YGM
CGM
BEU
style="width:2.23335in;height:3.0866in" />
CTU) IIGM AGM
图 A.1 碳/碳复合材料拉伸试验典型破坏模式/代码示例
更多内容 可以 GB-T 33501-2017 碳-碳复合材料拉伸性能试验方法. 进一步学习