復(fù)合材料在現(xiàn)代工程領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，其性能和輕量化特性使其成為替代傳統(tǒng)材料的理想選擇。然而，復(fù)合材料的性能特征之一是其復(fù)雜的斷裂行為，這為工程師和研究人員提出了挑戰(zhàn)。在復(fù)合材料設(shè)計(jì)和制造中，了解和評估其斷裂韌性至關(guān)重要，因?yàn)檫@直接影響了結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。

ASTM D5528是一項(xiàng)廣泛應(yīng)用的測試規(guī)范，用于測定連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的開口模式I層間斷裂韌性。該測試使用了一種特殊的樣品，即DCB樣品。這些樣品由兩個(gè)懸臂梁構(gòu)成，中間夾有一層非粘性薄膜，其作用是引發(fā)裂紋并控制裂紋擴(kuò)展。通過在樣品上施加加載并記錄裂紋擴(kuò)展的力學(xué)響應(yīng)，可以測定材料的斷裂韌性。

在本文中，科準(zhǔn)測控小編將詳細(xì)介紹標(biāo)準(zhǔn)下復(fù)合材料斷裂韌性測試的原理和內(nèi)容，包括樣品制備、實(shí)驗(yàn)裝置、數(shù)據(jù)分析和結(jié)果解釋。我們還將討論該測試方法的應(yīng)用領(lǐng)域，例如航空航天、汽車工業(yè)和體育器材制造等。

一、測試原理

復(fù)合材料斷裂韌性測試旨在評估復(fù)合材料在受到應(yīng)力并發(fā)生開裂時(shí)的抗裂紋擴(kuò)展能力。測試的原理基于梁理論和彈性力學(xué)原理，通常使用雙懸臂梁（DCB）試樣來模擬斷裂行為。

二、測試標(biāo)準(zhǔn)

參考標(biāo)準(zhǔn)ASTM D5528進(jìn)行試驗(yàn)

三、測試儀器

1、電子拉力測試機(jī)

2、楔形夾具

四、測試流程

步驟一：樣品準(zhǔn)備

制備雙懸臂梁（DCB）樣品，中間有一層非粘性插入物。

標(biāo)準(zhǔn)樣品長度至少為125毫米，標(biāo)準(zhǔn)寬度為20至25毫米，標(biāo)準(zhǔn)層壓板厚度為3至5毫米。

測量初始分層長度，通常約為50毫米。

步驟二：標(biāo)記樣品

在樣品的兩個(gè)邊緣前標(biāo)記插入物的位置。

每隔1毫米在前5毫米內(nèi)用細(xì)垂直線標(biāo)記，然后每隔5毫米標(biāo)記剩余的20毫米。

步驟三：粘合負(fù)載塊或鋼琴鉸鏈

使用室溫固化粘合劑將負(fù)載塊或鋼琴鉸鏈粘合到每個(gè)樣本末端的頂部和底部，以確保它們能夠承受測試的最大負(fù)載。

步驟四：安裝光學(xué)顯微鏡或放大裝置（如果需要）

將其安裝在試樣的一側(cè)，以觀察試驗(yàn)過程中分層前沿的運(yùn)動(dòng)。

步驟五：施加打開載荷

以1至5毫米/分鐘的恒定速率施加打開載荷，直到分層裂紋擴(kuò)展增量為3至5毫米。

連續(xù)記錄載荷和位移值。

步驟六：記錄分層長度

從標(biāo)記處開始記錄樣品一側(cè)的分層長度，并在觀察到分層開始時(shí)在載荷-位移曲線上記錄數(shù)據(jù)點(diǎn)。

步驟七：卸載樣本

以25毫米/分鐘的速率卸載樣本。

在兩側(cè)邊緣標(biāo)記預(yù)裂紋位置。

步驟八：重新加載樣本

以1至5毫米/分鐘的相同初始恒定速度重新加載樣本。

在初始分層和前5毫米內(nèi)盡可能多的分層長度增量（最好每1毫米）連續(xù)記錄載荷和位移數(shù)據(jù)。

步驟九：再次卸載樣本

以25毫米/分鐘的速率卸載樣本。

在試樣的兩側(cè)邊緣標(biāo)記分層裂紋位置。

步驟十：計(jì)算

分層長度：從裝載線到刀片末端的距離加上根據(jù)標(biāo)記確定的增量增長之和。

層間斷裂韌性：根據(jù)所選的方法，使用MBT、CC或MCC等方法計(jì)算層間斷裂韌性。

以上就是小編介紹的復(fù)合材料斷裂韌性測試的內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)韼椭?！如果您還想了解更多關(guān)于復(fù)臺(tái)材料斷裂韌性測試標(biāo)準(zhǔn)、測試方法、測試實(shí)驗(yàn)報(bào)告，復(fù)合材料斷裂力學(xué)，復(fù)合材料斷裂伸長率，材料斷裂韌性實(shí)驗(yàn)和電子拉力測試機(jī)使用方法等問題，歡迎您關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言，科準(zhǔn)測控技術(shù)團(tuán)隊(duì)為您免費(fèi)解答！