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復(fù)合材料的壓縮性能受樹脂和纖維/樹脂界面的影響，通常與結(jié)構(gòu)件的總體設(shè)計(jì)、尺寸和重量等相關(guān)。復(fù)合材料壓縮試驗(yàn)對于篩選新材料和維持質(zhì)量控制至關(guān)重要。

復(fù)合材料壓縮試驗(yàn)的目標(biāo)是將壓縮力加載到均勻的標(biāo)距區(qū)域，而不會(huì)導(dǎo)致試樣的其他部分過早失效或不當(dāng)失效。隨著復(fù)合材料性能不斷提升，這對壓縮試驗(yàn)的通用標(biāo)準(zhǔn)也帶來了挑戰(zhàn)。

復(fù)合材料測試通常按照ASTM或ISO標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行檢測，但有時(shí)也會(huì)開發(fā)專有測試方法。各種技術(shù)可能呈現(xiàn)不同的結(jié)果，因此仔細(xì)記錄試驗(yàn)方法和結(jié)果對于理解材料特性至關(guān)重要。

現(xiàn)有的復(fù)合材料壓縮試驗(yàn)方法主要可以分為三類，主要取決于材料在試驗(yàn)框架上的加載方式：彎曲、剪切和端部加載。

01、彎曲壓縮試驗(yàn)

ASTM D5467和ASTM D7249是復(fù)合材料壓縮性能最常見的兩種彎曲試驗(yàn)方法。彎曲加載采用夾層梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行測試，其中一個(gè)面處于壓縮狀態(tài)，另一個(gè)面處于拉伸狀態(tài)。

壓縮面通常由較薄的面板構(gòu)成，以便梁在壓縮時(shí)首先失效。在制作試樣時(shí)，應(yīng)選擇跨度、芯材、厚度和粘合劑，以確保達(dá)到正確的失效模式（壓縮面）。壓縮面上的應(yīng)變計(jì)用于測量模量、泊松比和應(yīng)變與破壞。

02、剪切加載壓縮試驗(yàn)

有些方法對試樣的標(biāo)距區(qū)域施加剪切載荷。最早的方法通常被稱為塞拉尼斯壓縮，通過錐形夾具夾持的楔子加載樣品。樣本為矩形，通常帶有標(biāo)簽。塞拉尼斯壓縮最初在ASTM D3410標(biāo)準(zhǔn)中提到，但后來被刪除。

根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)，塞拉尼斯樣品的寬度通常限制在0.25英寸，根據(jù)ISO 14126標(biāo)準(zhǔn)，寬度限制在10毫米，總長度為5.5英寸，無支撐長度為0.5英寸。

ASTM D3410是目前最常用的剪切加載標(biāo)準(zhǔn)，通常被稱為IITRI方法，開發(fā)該方法是為了減少塞拉尼斯方法的一些缺點(diǎn)。IITRI夾具又大又重，在極端溫度下使用時(shí)會(huì)帶來挑戰(zhàn)。用于該方法的試樣寬度可達(dá)1英寸，長度可達(dá)5.5英寸，無支撐長度可達(dá)0.5英寸。楔塊通過矩形底座加載，因此試樣的總厚度不像塞拉尼斯法那樣關(guān)鍵。然而，測量區(qū)域內(nèi)的材料必須足夠厚，以防止歐拉屈曲。

03、端部加載壓縮試驗(yàn)

塑料通常使用ASTM D695中的端部加載方法進(jìn)行測試。這種方法允許對橫截面為方形或圓形的棱鏡進(jìn)行端部加載；也可以使用狗骨形狀的扁平試樣，并將其裝入防止屈曲的側(cè)支撐夾具中。

由于所有這些試樣均為端部加載，因此端部必須平整平行，才能獲得相關(guān)結(jié)果。如果試樣失效則應(yīng)認(rèn)為結(jié)果無效。此外，如果將試樣固定在夾具上的螺栓上施加的扭矩水平過高，則試驗(yàn)結(jié)果可能無效。

04、剪切和端部加載壓縮試驗(yàn)組合

夾具的持續(xù)開發(fā)產(chǎn)生了一種組合加載壓縮夾具。ASTM D6641介紹了適當(dāng)?shù)膴A具和試驗(yàn)方法。與之前的方法一樣，標(biāo)稱試樣長度為5.5英寸，無支撐長度為0.5英寸。通過將夾具端部夾在方形端部之間，試樣將承受端部載荷和剪切載荷。

組合加載壓縮夾具比IITRI夾具更小，更易于使用。必須小心地將夾具螺栓扭轉(zhuǎn)至均勻的規(guī)定水平。使用背對背的應(yīng)變計(jì)對試樣進(jìn)行應(yīng)變測量，以監(jiān)測歐拉屈曲。彎曲百分比與測試數(shù)據(jù)一起報(bào)告，可用于排除異常數(shù)據(jù)。

對于復(fù)合材料設(shè)計(jì)，通常需要孔的壓縮值來模擬應(yīng)力立管。ASTM D6484就是這樣一種獲得這些值的方法。

不同類型的復(fù)合材料壓縮試驗(yàn)方法對比如下所示：