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通過(guò)對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行廣泛的標(biāo)準(zhǔn)化和非標(biāo)準(zhǔn)化力學(xué)試驗(yàn)，可以表征這些材料的特性。這些測(cè)試包括拉伸、壓縮、彎曲、剪切、沖擊和疲勞。此外，復(fù)合材料的機(jī)械測(cè)試還需要使用能夠進(jìn)行負(fù)載控制、位移控制和應(yīng)變控制測(cè)試的材料測(cè)試系統(tǒng)。

測(cè)試這些各向異性材料的主要挑戰(zhàn)之一是需要開(kāi)發(fā)各種各樣的夾具，以提供在不同條件下測(cè)試材料的各種方法。Advanses測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的工程師熟悉國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和一系列法規(guī)要求，并根據(jù)ISO和ASTM規(guī)范對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行表征，其復(fù)合材料測(cè)試實(shí)驗(yàn)室通過(guò)了靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和疲勞測(cè)試的認(rèn)證。

1、單向拉伸試驗(yàn)（定向）（ASTM D638，ISO 527）

單軸張力中的應(yīng)力（ζ）根據(jù)以下公式計(jì)算：

ζ=材料樣品的荷載/面積…………..（1）

應(yīng)變（ε）根據(jù)以下公式計(jì)算：

ε=δl（長(zhǎng)度變化）/l（初始長(zhǎng)度）…………..（2）

曲線（E）的初始線性部分的斜率是楊氏模量，由下式給出：

E=（ζ2-ζ1）/（ε2-ε1）…………..（3）

2、四點(diǎn)彎曲彎曲試驗(yàn)（ASTM D6272）

四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)提供了彎曲彈性模量、彎曲應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的值。該試驗(yàn)與三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)非常相似。主要區(qū)別在于，由于增加了第四個(gè)鼻梁用于加載，梁的兩個(gè)加載點(diǎn)之間的部分被置于最大應(yīng)力下。在3點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中，只有加載鼻下方的梁部分受到應(yīng)力。

這種安排有助于測(cè)試高剛度材料，如陶瓷注入聚合物，其中最大應(yīng)力下缺陷的數(shù)量和嚴(yán)重程度與材料的彎曲強(qiáng)度和裂紋萌生直接相關(guān)。與三點(diǎn)彎曲彎曲試驗(yàn)相比，四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)在兩個(gè)加載銷(xiāo)釘之間的區(qū)域沒(méi)有剪切力。

3、泊松比試驗(yàn)（ASTM D3039）

泊松比是用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最重要參數(shù)之一，所有因受力引起的尺寸變化都需要考慮在內(nèi)，特別是對(duì)于3d打印材料。對(duì)于該試驗(yàn)方法，泊松比僅從單軸應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變中獲得。

參照ASTM D3039標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)向試樣施加拉力并測(cè)量試樣在應(yīng)力下的各種性能來(lái)進(jìn)行測(cè)試。兩個(gè)應(yīng)變片以0度和90度的角度連接到試樣上，以測(cè)量橫向應(yīng)變和線性應(yīng)變。橫向應(yīng)變和線性應(yīng)變的比值提供了泊松比。

4、平面壓縮試驗(yàn) （ASTM D695）

當(dāng)產(chǎn)品在壓縮載荷條件下工作時(shí)，3d打印材料的壓縮性能非常重要。測(cè)試是在與面平面垂直的方向進(jìn)行的，因?yàn)樾緦⒎胖迷诮Y(jié)構(gòu)夾層結(jié)構(gòu)中。與壓縮有關(guān)的測(cè)試程序要求在準(zhǔn)靜態(tài)條件下應(yīng)用變形，消除質(zhì)量和慣性效應(yīng)。

與壓縮相關(guān)的試驗(yàn)程序要求在準(zhǔn)靜態(tài)條件下施加變形，從而消除質(zhì)量和慣性效應(yīng)的試驗(yàn)條件。

根據(jù)波音BSS 7260標(biāo)準(zhǔn)，修改后的ASTM D695和波音BSS 7260作為測(cè)試規(guī)范，可使用加載壓縮測(cè)試夾具確定聚合物基復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度和剛度。該試驗(yàn)程序通過(guò)端部加載將壓縮力引入試樣。

5、軸向疲勞試驗(yàn) （ASTM D7791和D3479）

ASTM D7791描述了單軸加載條件下塑料動(dòng)態(tài)疲勞性能的測(cè)定。對(duì)剛性或半剛性塑料樣品進(jìn)行強(qiáng)度加載（程序A），對(duì)剛性塑料樣品施加非壓縮加載（程序B），以確定加工、表面條件、應(yīng)力等對(duì)承受大量單軸應(yīng)力的塑料和增強(qiáng)復(fù)合材料的抗疲勞性的影響。該結(jié)果可用于候選材料高承載性能的研究。ASTM建議測(cè)試頻率為5hz或更低。

測(cè)試可以在負(fù)載/應(yīng)力或位移/應(yīng)變控制下進(jìn)行。該試驗(yàn)方法允許應(yīng)力或應(yīng)變的產(chǎn)生作為循環(huán)的函數(shù)，疲勞極限的特征是試件的破壞或達(dá)到10E+07循環(huán)。通過(guò)R比率定義最大和最小應(yīng)力或應(yīng)變水平。

6、三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)（ASTM D790）

通過(guò)三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)可以了解復(fù)合材料和熱塑性3d打印材料的彎曲應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和應(yīng)變。試件處于水平位置加載，其橫截面的上部發(fā)生壓應(yīng)力，下部發(fā)生拉應(yīng)力。這是通過(guò)使用圓桿或曲面從下方支撐試樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的。提供具有適當(dāng)半徑的圓棒或支撐，以便與試樣有一個(gè)接觸點(diǎn)或接觸線。

載荷由試樣頂面上的圓頭施加。如果試樣的橫截面對(duì)稱(chēng)，則最大拉伸應(yīng)力和壓縮應(yīng)力相等。該試驗(yàn)夾具和幾何結(jié)構(gòu)提供了加載條件，從而使試樣在拉伸或壓縮時(shí)失效。

對(duì)于大多數(shù)復(fù)合材料，抗壓強(qiáng)度低于抗拉強(qiáng)度，試樣將在壓縮表面失效。這種壓縮破壞與單個(gè)纖維的局部屈曲（微屈曲）有關(guān)。