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GB／T41498-2022 纤维增强塑料复合材料 用剪切框测定面内剪切应力／剪切应变响应和剪切模量的试验方法.pdf简介：

GB/T 41498-2022标准是关于纤维增强塑料复合材料（Fiber Reinforced Polymer Composites, FRPC）用剪切框测定面内剪切应力/剪切应变响应和剪切模量的试验方法。这个标准主要应用于对FRPC材料在受剪切载荷下的性能进行测试。

试验方法概述如下：

1. 试验材料：选取合适的FRPC试样，通常是扁平的，以便在剪切框中进行测试。试样应具有足够的尺寸以保证剪切行为的代表性。

2. 剪切框：剪切框是一个专门设计的测试装置，用于在受控条件下施加剪切载荷。它通常包含固定的上部和下部夹板，中间为可以移动的部分，以模拟剪切应力。

3. 试验过程：将试样置于剪切框中并对夹板进行预加载，以消除初始应力。然后，按照预定的速度或载荷，逐渐增加剪切载荷，记录剪切应变（试样变形）和剪切应力（材料抵抗剪切的力）。

4. 数据收集：在剪切过程中持续监测和记录剪切应力和剪切应变的数据，直到达到预设的剪切应变限制或者试样破裂。

5. 数据分析：根据收集的数据，计算出面内剪切模量，即剪切应力与剪切应变的关系，这反映了材料在剪切载荷下的刚度。

6. 结果解读：通过剪切模量，可以评估FRPC材料的剪切性能，这对于工艺设计、结构强度分析以及材料选择等具有重要意义。

这个标准旨在提供一种科学、准确的方法，以测量和评估纤维增强塑料复合材料在剪切载荷下的性能，以保证其在实际应用中的安全和性能。

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下列术语和定义适用于本文件。

GB/T41498—2022/IS020337:2018

将带有四个凹角的正方形试样固定在剪切框中JC∕T 2199-2013 泡沫混凝土用泡沫剂，使增强纤维方向相对于试验机加载轴方向为0°或 0°/90°，对试样进行纯剪切加载。通过测定施加于剪切框的拉伸载荷、试样的剪切应变，得到面内剪切 强度和面内剪切模量，

GB/T41498—2022/ISO20337:2018

本方法使试样处于纯剪切状态，在试验过程中不受叠加剪切应力和其他应力的干扰，从而保证材料 特性的测定具有再现性。 试样四周边沿由一个可重复施加均衡压力的剪切框夹持，该装置配备了能保持恒定夹紧力的从动 机构。试样无自由边，不产生可能影响试验结果的载荷重分布效应。因为最大剪切应力出现在试样的 中心部位，试样在被夹持区域不会发生材料破坏的无效试验结果

能达到表1所规定的试

剪切框能等分两半，通过夹持试样四周边沿使试样保持在一个平面，施加在试样上的夹紧力在整个 试验过程中应保持均匀一致、具有再现性。剪切框的运动学原理是当对正方形试样施加轴向力时，正方 形试样变成菱形试样，如图1所示。

GB/T414982022/1SO20337.2018

图1剪切框的运动学原理

半个剪切框的边界条件见图2。最大剪切应力主要出现在试样的中心部位，避免试样在被夹持区 域发生过早破坏。

图2半个剪切框的边界条件

应变测量应选在与坐标轴夹角为45°的方向上（见图3）。 当选用应变片时，应将其粘贴在试样的前表面和后表面，以测量正应变。应变片的尺寸和性能应根 据待测试样来选用。应变片按图3所示布置，精度是满量程的士1%。为准确获得待测试样的性能，应 合理选用应变片、试样表面处理方式和粘结剂，并应采用合适的应变记录设备。 当选用三维光学全场应变测量系统时，只需测量试样一个面的应变。应变测量位置应同应变片的 布置相一致（见图3）。面外变形应在试验前采用应变片测量，记录试样两面的应变，验证是否符合 公式（1）。

采用于分尺或类似尺寸测量仪器， m，用于测量试样的厚度h

尺寸测量仪器应有与被测试样表面相适应的接触面（如：平面对平整、光洁的表面；半球面对不规 面）。 如适用，见ISO16012中的相关要求

式中： 试样前表面的应变； 一试样后表面的应变。 自由剪切区域的尺寸见图3，应通过对角线尺寸来检查，对角线长度应为（148.5土0.5)mm。

制备一块均衡对称且纤维方向相对于试样轴向为0°和0°/90°的试验板，试验板的制备按ISO1268 （所有部分）或其他规范/协议的规定。 单个试样或一组试样由试验板经机械加工制得，试样尺寸应符合要求，机械加工按ISO2818的 规定。 当试样中的纤维方向只有0°时，试样应固定在剪切框中，纤维方向与试验机加载轴方向平行，如 图3所示。

试样应平整无扭曲、无分层，表面应无划痕、麻点、凹坑和毛刺。为检查试样是否符合这些要求，应 将试样紧贴在直尺、直角尺或平板上，用目视观测或用千分尺（或类似尺寸测量仪器）对试样进行测量检 查。经目测或测量，试样有一项或几项不符合要求时，应舍弃不符合要求的试样或在测试前再加工以满 足形状和尺寸要求。

GB/T41498—2022/ISO20337:2018

6.4.1应至少测试5个试样。 6.4.2如果试样在被夹持区域边缘或内部破坏（例如夹紧直接导致的破坏），则该试样测试结果应被剔 除，并重新测试一个新试样

如在材料规范中有明确规定，按规定对试样进行状态调节；如没有规定，选择ISO291中最适合的 条件对试样进行状态调节，除非相关方另有规定

如图3所示，应测量试样被夹持区域共8个位置的厚度，精确至0.02mm，应计算试样厚度的平 并用于后续计算。 宜测量应变片粘贴位置附近的试样厚度，

在整个试验过程中，应记录拉伸载荷、试样前表面的应变e，和试样后表面的应变eh。当选用三 全场应变测量系统时，应记录试样前表面的应变

GB/T41498—2022/ISO20337.2018

检查并记录失效条件（见7.5）。

8.1面内剪切应力T12,按公式(2)计算

面内剪切应力T12，按公式（2)计算： T12=bh F 式中： T12 面内剪切应力，单位为兆帕（MPa)； F瞬时拉伸载荷，单位为牛顿(N)； b一自由剪切区域宽度，单位为毫米(mm)； 试样厚度，单位为毫米（mm）。 注：标准试样的自由剪切区域宽度为105mm，如图3所示。 3.2面内剪切强度t12M，按公式(3)计算：

12M 一面内剪切强度JTJ 310-2004 船闸电气设计规范，单位为兆帕（MPa）

12M一面内剪切强度，单位为兆帕（MPa）：

T12M=hh Fm

..................(3

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当选用三维光学全场应变测量系统时，应测量试样前表面的应变e，。 8.4面内剪切模量（面内弦线模量）G12（见图4），按公式（5）计算：

Y12 = le, l+ lehl