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碳纤维增强复合材料(CFRP)力学测试

检测项目

拉伸性能检测:

  • 拉伸强度测试:极限强度(σ_t≥2500MPa)、弹性模量(E_t≥150GPa)、断裂伸长率(参照ASTMD3039)
  • 泊松比测试:横向应变比(ν≤0.3)
压缩性能检测:
  • 压缩强度测试:极限强度(σ_c≥1500MPa)、压缩模量(参照ISO14126)
  • 轴向变形测试:应变率(0.0001s⁻¹至0.01s⁻¹)
弯曲性能检测:
  • 三点弯曲试验:弯曲强度(σ_f≥1800MPa)、弯曲模量(≥120GPa)
  • 四点弯曲试验:挠度测量(精度±0.05mm)
剪切性能检测:
  • 面内剪切强度:剪切应力(τ≥80MPa,参照ASTMD5379)
  • 层间剪切强度:ILSS≥50MPa
疲劳性能检测:
  • 高周疲劳测试:疲劳寿命(N≥10^6次)、S-N曲线绘制
  • 低周疲劳测试:应变控制模式(振幅±0.5%)
冲击性能检测:
  • 夏比冲击试验:冲击能量(KV2≥20J)
  • 落锤冲击测试:能量吸收率(≥80%,参照ISO6603)
硬度测试:
  • 巴氏硬度检测:硬度值(HBa≥80)
  • 洛氏硬度测试:HRC标度(适用复合材料表面)
蠕变性能检测:
  • 恒载蠕变测试:蠕变变形(≤0.1%/h)、应力松弛
  • 高温蠕变测试:温度范围(-50°C至200°C)
环境老化性能检测:
  • 湿热老化试验:强度保留率(≥90%)、质量变化(≤0.5%)
  • 紫外线老化测试:颜色变化(ΔE≤2)
界面性能检测:
  • 纤维-基体界面强度:界面剪切强度(IFSS≥40MPa)
  • 层间粘结测试:剥离强度(≥30N/mm)

检测范围

1.单向碳纤维增强复合材料:纤维单向排列,重点检测轴向拉伸和压缩性能,评估各向异性影响

2.编织碳纤维增强复合材料:经纬交织结构,侧重面内剪切强度和弯曲各向同性测试

3.短切碳纤维增强复合材料:短纤维随机分布,核心检测均匀性、硬度和冲击韧性

4.CFRP层压板:多层叠加结构,重点评估层间剪切强度和疲劳寿命

5.CFRP管材:圆柱形构件,侧重轴向压缩环向弯曲和扭转性能

6.CFRP型材:I型或T型截面,核心检测弯曲刚度和连接点强度

7.CFRP连接件:螺栓或胶接接头,重点测试剪切和剥离强度,确保结构完整性

8.航空航天用CFRP:飞机部件材料,侧重高周疲劳和环境老化性能验证

9.汽车用CFRP:车身轻量化组件,核心检测冲击韧性和蠕变变形

10.建筑结构用CFRP:桥梁加固材料,重点评估长期耐久性和弯曲模量

检测方法

国际标准:

  • ASTMD3039聚合物基复合材料拉伸性能测试方法
  • ISO14126纤维增强塑料压缩性能测定
  • ASTMD790塑料弯曲性能标准试验方法
  • ISO6603塑料硬质材料冲击性能测试
  • ASTMD3479复合材料拉伸-拉伸疲劳试验方法
  • ASTMD2344短梁法测定复合材料层间剪切强度
  • ASTMD5229聚合物基复合材料湿热暴露试验
  • ISO527塑料拉伸性能测定
  • ASTMD4065塑料硬度测定方法
  • ISO899塑料蠕变性能试验
国家标准:
  • GB/T3354定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法
  • GB/T1449纤维增强塑料弯曲性能试验方法
  • GB/T1450纤维增强塑料层间剪切强度试验方法
  • GB/T1040塑料拉伸性能的测定
  • GB/T1843塑料悬臂梁冲击强度的测定
  • GB/T2039金属拉伸蠕变试验方法
  • GB/T2918塑料试样状态调节和试验的标准环境
  • GB/T2573玻璃纤维增强塑料老化性能试验方法
  • GB/T3356单向纤维增强塑料弯曲性能试验方法
  • GB/T7124胶粘剂拉伸剪切强度测定方法
方法差异说明:ASTMD3039与GB/T3354在试样尺寸要求上存在微小差异,ASTM推荐厚度2mm,GB/T允许1-3mm;ISO14126压缩测试应变率范围为0.0001-0.01s⁻¹,而GB/T1449未明确规定范围;ASTMD790弯曲试验加载速率通常为1-2mm/min,GB/T1449允许1-5mm/min。

检测设备

1.电子万能试验机:INSTRON5985型(载荷范围0.02kN-300kN,精度±0.5%)

2.压缩试验机:SHIMADZUAG-X系列(载荷50kN,温度控制-70°C至350°C)

3.弯曲试验装置:ZWICKROELLZ010(跨距可调60-200mm,加载速度0.001-500mm/min)

4.剪切强度测试仪:MTSCriterionModel45(载荷10kN,夹具精度±1%)

5.疲劳试验机:INSTRON8801(频率0.01-100Hz,载荷±25kN)

6.冲击试验机:ZWICKROELLHIT系列(冲击能量0.5-50J,温度范围-40°C至80°C)

7.巴氏硬度计:BARCOLGYZJ934-1(硬度范围0-100HBa,压头直径1.575mm)

8.蠕变测试系统:SHIMADZUAG-XPLUS(载荷0.1-100kN,时间精度±0.1s)

9.环境老化箱:ESPECPL-3KPH(温度范围-70°C至180°C,湿度10-98%RH)

10.紫外线老化箱:Q-LABQUV/se(辐照度0.35-1.55W/m²,波长280-400nm)

11.界面强度测试仪:MICROTESTMT3000(载荷0.001-5kN,位移分辨率0.1μm)

12.电子显微镜:KEYENCEVHX-7000(放大倍数20x-5000x,图像分辨率4K)

13.应变测量系统:DANTECDYNAMICSQ-400(应变精度±2με,采样率10kHz)

14.温湿度控制箱:WEISSWK3-180/40(温度-40°C至180°C,湿度控制±1%)

15.数据采集系统:NATIONALINSTRUMENTScDAQ-9188(通道数8,采样率100kS/s)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

碳纤维增强复合材料(CFRP)力学测试
其他检测

中析研究所可进行各种检测分析服务,包括不限于:标准试验,非标检测,分析测试,认证设计,产品验收,质量内控,矢量分析,内部控制,司法鉴定等。可出具合法合规、具有公信力的第三方检测报告。