《表1 弯曲强度测试方案：航空用碳纤维增强树脂基复合材料低温环境下弯曲性能变化研究》

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《航空用碳纤维增强树脂基复合材料低温环境下弯曲性能变化研究》

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将试样在低温环境试验箱中进行-50℃低温试验3 h后，使用5982型100 kN英斯特朗电子万能试验机对其弯曲性能进行测试，并与室温条件下的弯曲性能进行对比。弯曲强度与其破坏形式密切相关，ASTM D 790—2017规定试样下表面拉伸破坏为有效。影响弯曲试样破坏形式的因素主要包括：压头半径、跨厚比、试样表面状态、试验速率、试样受力状态等。其中，当试验跨厚比L/h确定后，试验速度（R=ZL2/6h，Z为外层纤维的应变速率，Z=0.01）也随之确定。ASTM D 790—2017推荐的压头半径为5 mm，如果发生加压失败或出现明显的压痕，其半径还应更大，加载头的半径最大不超过试样厚度的4倍。跨厚比选择应以三点弯曲试样纵向拉伸破坏和层间剪切破坏同时发生的临界跨厚比L/h=σ/2τb为依据，由此确保试样弯曲破坏首先发生在最外层纤维层来确定。对于复合材料，其面内剪切强度较低，而平行于支撑跨距的抗拉强度相对较高，ASTM D 790—2017推荐采用跨厚比32:1，但要求失效模式为外表面拉伸破坏，允许调整跨距。弯曲强度试验中，压头与试样刚性接触，过度应力集中将引起材料过早失效。文中结合ASTM D 790—2017试验方法，采用三点弯曲试验方法对复合材料层压板施加载荷，在试样中央或中间部位形成弯曲应力分布场，测试层压板的弯曲性能，试验方案见表1。