層間剪切強度試驗詳解

來源：天氏庫力發(fā)布日期 2019-11-20 瀏覽：

層間的剪切強度是復合材料的層間破壞強度之一，具體指的是不同纖維復合材料制品在疊層復合后相鄰層之間產(chǎn)生相對位移時，作為抵抗阻力而在材料內(nèi)部產(chǎn)生的應力大小，即層合板在層間剪切應力作用下的極限應力。層間應力的存在很容易導致層間的分層破壞，而層間分層將會嚴重降低復合材料層合板的剛度和強度。所以，層間應力和層間剪切強度等層間問題是復合材料設計中必須考慮的重要問題。層間剪切強度的測試與評價，對于合理設計層合板，提高其層間剪切強度，擴大其應用范圍和確保其使用安全性是非常重要的課題。

測量復合材料層間剪切強度并不是一件容易的事情，最理想的層間剪切強度測量方法應該具備以下幾個特點：試樣制備簡單；能得到可靠且具有連續(xù)性的數(shù)據(jù)；容易操作。目前廣泛應用的大概有以下幾種：①短梁剪切法；②雙切口拉伸/壓縮式層間剪切試驗法；③四點彎曲法；④非對稱四點彎曲法。

其中，脆性基體層壓板（如環(huán)氧樹脂基體）的層間剪切強度通常采用短梁剪切試驗（SBS）測定。試驗原理是在彎曲試驗中會產(chǎn)生剪切應力。如果試樣跨距相對試樣厚度來說較小，那么試驗中產(chǎn)生的剪切應力就相對彎矩大得多。通過該性質(zhì)可以在脆性基體材料中產(chǎn)生剪切應力，使測量材料剪切強度成為可能。

層間剪切強度試驗機

根據(jù)失效類型不同，可以表征基體材料的剪切強度或是材料中纖維-基體的結(jié)合強度。

該方法相對容易實施，只需要一個簡單并具有良好對中性的試驗工裝以及精確對中的壓頭。正因如此，該方法通常被用于質(zhì)量控制，同時也適合于比較不同材料的性能。

然而，由于壓縮應力通常集中在砧座上方并影響測量結(jié)果，上述方法僅適用于測定面內(nèi)剪切性質(zhì)。

層壓板制作的型材、板材或部件通常沒有標準厚度，這種情況下，觀察評估跨距/厚度比就非常重要了。每次試驗中，必須用最簡便的方法，精確設定試樣跨距，并且只進行一次對中。我們的試驗工裝為了滿足上述要求，需專門配備一個逆時鐘轉(zhuǎn)動導向臂。試驗砧座可以根據(jù)跨度要求進行調(diào)整，并且保持中心點位置。砧座下的標尺可以精確測量試樣跨距。（如下圖）