纤维复合材层间剪切强度测定方法
D.1 适用(yòng)范围
D.1.1 本方法适用(yòng)于测定以湿法铺层、常温固化成型的单向纤维织物(wù)复合材的层间剪切强度；也可(kě)用(yòng)于测定叠合胶粘、常温固化的多(duō)层预成型板的层间剪切强度。
D.1.2 本方法测定的纤维复合材层间剪切强度可(kě)用(yòng)于纤维材料与胶粘剂的适配性评定。
D.2 试样成型模具
D.2.1 试样成型模具的制备应符合下列规定：
1 成型模具由一对尺寸為(wèi)400mm×300mm×25mm光洁的钢板组成，其中一块作為(wèi)压板，另一块作為(wèi)织物(wù)铺层的模板。在模具的上下各有(yǒu)一对長(cháng)500mm的10号或12号槽钢；在槽钢端部钻有(yǒu)D＝18mm的螺孔，并配有(yǒu)4根用(yòng)于拧紧施压的直径d＝16的螺杆、螺帽及套在螺杆上的压力弹簧，作為(wèi)纤维织物(wù)粘合成试样时的施压工具；
2 成型模具的钢板，应经刨平后在铣床上铣平，其加工面的表面光洁度应為(wèi)6.3；
3 成型模具尚应配有(yǒu)2块長(cháng)300mm、宽20mm、厚4mm的钢垫板，用(yòng)于控制织物(wù)铺层经加压后应达到的标准厚度。
D.2.2 辅助工具及材料应符合下列规定：
1 可(kě)测力的活动扳手4把；
2 厚0.1mm、平面尺寸為(wèi)500mm×400mm的聚酯薄膜若干张；
3 专用(yòng)滚筒一支；
4 刮板若干个。
D.3 试样制备
D.3.1 备料应符合下列规定：
1 受检的纤维织物(wù)应按抽样规则取得；并应裁成300mm×200mm的大小(xiǎo)。其片数：对200g/m2的碳纤维织物(wù)，一次成型应為(wèi)14片；对300g/m2的碳纤维织物(wù)，一次成型应為(wèi)10片；对玻璃纤维或芳纶纤维织物(wù)，以及其他(tā)单位面积质量的碳纤维织物(wù)，应经试制确定其所需的片数。受检的纤维织物(wù)，应展平放置，不得折叠；其表面不应有(yǒu)起毛、断丝、油污、粉尘和皱褶；
2 受检的预成型板应按抽样规则取得；并截成長(cháng)300mm的片材3片，但不得使用(yòng)板端50mm長(cháng)度内的材料做试样。受检的板材，应平直，无划痕，纤维排列应均匀，无污染；
3 受检的胶粘剂，应按抽样规则取得；并应按一次成型需用(yòng)量由专业人员配制；用(yòng)剩的胶液不得继续使用(yòng)。配制及使用(yòng)胶液的工艺要求应符合该胶粘剂使用(yòng)说明书的规定。
D.3.2 试样制备应符合下列规定：
1 纤维织物(wù)复合材试样的制备应符合下列要求：
1）湿法铺层工序：应在室温条件下，安装好钢模板，经清理(lǐ)洁净后，将聚酯薄膜铺在其板面上，铺时应充分(fēn)展平，不得有(yǒu)皱褶和破裂口。在薄膜上用(yòng)刮板均匀涂布胶液，随即进行铺层（即敷上一层纤维织物(wù)）；铺层时，应用(yòng)刮板和滚筒刮平、压实，使胶液充分(fēn)浸渍织物(wù)，使纤维顺直、方向一致；然后再涂胶、再铺层，逐层重复上述操作，直至全部铺完，并在最上层纤维织物(wù)面上铺放一张聚酯薄膜。
2）施压成型工序：应在顶层铺放聚酯薄膜后，即可(kě)安装钢压板，准备进入施压成型工序。施压成型全过程也应在室温条件下进行。此时，应先在钢模板長(cháng)度方向两端置放本附录D.2.1第3款规定的钢垫板，以控制层积厚度。在安装好钢压板、槽钢和螺杆，并经检查无误后，即可(kě)拧紧螺杆进行施压，使层积厚度下降，直至钢压板触及两端钢垫板為(wèi)止，并应在施压状态下静置24h。
3）养护工序：试样从成型模具中取出后，应继续养护144h，养护温度应控制在23±2℃。严禁采用(yòng)人工高温的养护方法。在养护期间不得扰动或进行任何机械加工，也不得受到日晒、雨淋或受潮。
2 预成型板试样的制备应符合下列要求：
1）应采用(yòng)3块条形板胶粘叠合而成的试样；
2）制备时，可(kě)利用(yòng)上述成型模具进行涂胶、粘贴、加压（不加垫板）和养护；
3）加压和养护时间应符合本条第1款第（3）项的规定。
D.4 试件制作
D.4.1 试件应从试样中部切取；最外一个试件距试样边缘不应小(xiǎo)于30mm，加工试件宜用(yòng)金刚石車(chē)刀(dāo)，且宜在用(yòng)水润滑后进行锯、刨或磨光等作业。试件边缘应光滑、平整、相互平行。试件加工人员应戴防尘眼镜、应着防护衣帽及口罩；严防粉尘粘附皮肤。
D.4.2 一般情况下，应取试件長(cháng)度l＝30mm±1mm；宽度b＝6.0mm±0.5mm；对纤维织物(wù)制成的试件，其厚度按模压确定，即h＝4mm±0.2mm；对预成型板粘合成的试样，其厚度若大于4mm，允许在机床上单面细加工到4mm（图D.4.2）。每组试件数量不应少于5个；若需确定试验结果的标准差，每组试件数量不应少于15个；仲裁试验的试件数量应加倍。
D.4.2 试件形状及尺寸符号
l－试件長(cháng)度；h－试件高度；b－试件宽度
D.5 试验条件
D.5.1 试件状态调节、试验设备及试验的标准环境应符合现行國(guó)家标准《纤维增强塑料性能(néng)试验方法总则》GB 1446的规定。
D.5.2 试验装置（图D.5.2）的加载压头及支座与试件的抵承面应為(wèi)圆柱曲面；加载压头及支座应采用(yòng)45号钢制作，其表面应光滑，无凹陷及疤痕等缺陷。加载压头的半径R应為(wèi)3mm±0.1mm；支座圆柱半径r应為(wèi)（1.5mm~2.0mm）±0.1mm，加荷压头和支座的長(cháng)度宜比试件的宽度大4mm。
D.5.2 试验装置示意图
D.6 试验步骤
D.6.1 试验前应对试件外观进行检查，其外观质量应符合现行國(guó)家标准《纤维增强塑料性能(néng)试验方法总则》GB 1446的要求。
D.6.2 试件应置于试验装置的中心位置上。其跨度应调整為(wèi)L＝20mm，且误差不应大于0.3mm；加载压头的轴線(xiàn)应位于两支座之间的中央；且应与支座轴線(xiàn)平行。
D.6.3 以（1~2）mm/min的加荷速度连续加荷至试件破坏；记录最大荷载Pb及试件破坏形式。
D.6.4 当试验出现下列情形之一时，即可(kě)确认试件已破坏，并可(kě)立即停止试验：
1 荷载读数已较峰值下降30%；
2 加荷压头移动的行程已超过试件的名义厚度（即4mm）；
3 试件分(fēn)离成两片。
D.7 试验结果
D.7.1 试件层间剪切强度应按下式计算：
fs＝
（D.7.1）
式中 fs——层间剪切强度，MPa；
Pb——试件破坏时的最大载荷，N；
b——试件宽度，mm；
h——试件厚度，mm。
D.7.2 试件破坏形式及正常性判别，应符合下列规定：
1 试件的破坏典型形式（图D.7.2）：
1）层间剪切破坏（图D.7.2,a）；
2）弯曲破坏：或呈上边缘纤维压皱，或呈下边缘纤维拉断（图D.7.2,b）；
3）非弹性变形破坏（图D.7.2,c）。
2 破坏正常性判别及处理(lǐ)：
1）当发生图D.7.2,a形式的破坏时，属层间剪切正常破坏；当发生图D.7.2,b或c的破坏时，属非层间剪切的不正常破坏；
2）当一组试件中仅有(yǒu)一根破坏不正常时，可(kě)重做试验，但试件数量应加倍。若重做试验全数破坏正常，仍可(kě)认為(wèi)该组试验结果可(kě)以使用(yòng)；若仍有(yǒu)试件破坏不正常，则应认為(wèi)该种纤维与所配套的胶粘剂在适配性上不良，并应重新(xīn)对胶粘剂进行改性，或改用(yòng)其他(tā)型号胶粘剂配套。
图D.7.2 试件的破坏形式
D.7.3 试验报告应包括下列内容：
1 受检纤维材料及其胶粘剂的来源、品种、型号和批号；
2 取样规则及抽样数量；
3 试件制备方法及养护条件；
4 试件的编号和尺寸；
5 试验环境的温度和相对湿度；
6 试验设备的型号、量程及检定日期；
7 加荷方式及加荷速度；
8 试样的破坏荷载及破坏形式；
9 试验结果的整理(lǐ)和计算；
10 取样、试验、校核人员及试验日期。
