书 书 书犐犆犛 ８３ ． １２０ 犙 ２３ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A 犌犅 ／ 犜 ３４５５９ — ２０１７ /G21 ／ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G28 /G29 /G2A /G2B /G2C /G2D 犜犲狊狋犿犲狋犺狅犱犳狅狉犮狅犿狆狉犲狊狊犻狏犲狆狉狅狆犲狉狋狔狅犳犆 ／ 犆犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊 ２０１７  １０  １４ /G2E /G2F ２０１８  ０９  ０１ /G30 /G31 /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G27 /G28 /G2B /G2C /G2D /G2E /G2F /G30 /G2F /G31 /G32 /G33 /G21 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A /G34 /G35 /G36 /G37 /G38 /G39 /G2E /G2F书 书 书前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草 。 本标准由中国建筑材料联合会提出 。 本标准由全国纤维增强塑料标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ３９ ） 归口 。 本标准起草单位 ： 湖南博云新材料股份有限公司 、 中国飞机强度研究所 、 中南大学 。 本标准主要起草人 ： 徐惠娟 、 张红波 、 沈薇 、 左劲旅 、 李保健 、 乔永乐 、 杨波 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３４５５９ — ２０１７ 碳 ／ 碳复合材料压缩性能试验方法 １ 　 范围 本标准规定了碳 ／ 碳复合材料室温压缩性能试验方法的术语和定义 、 试验设备 、 试样 、 试验条件 、 试验步骤 、 计算和试验报告 。 本标准适用于室温下测定三维穿刺碳 ／ 碳复合材料和准三维针刺碳 ／ 碳复合材料的压缩强度 、 压缩弹性模量 、 压缩应力  应变曲线 。 类似结构的碳 ／ 碳复合材料也可参照执行 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。 凡是注日期的引用文件 ， 仅注日期的版本适用于本文件 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本 （ 包括所有的修改单 ） 适用于本文件 。 ＧＢ ／ Ｔ１４４６ 　 纤维增强塑料性能试验方法总则 ＧＢ ／ Ｔ３９６１ 　 纤维增强塑料术语 ３ 　 术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ３９６１ 界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。 ３ ． １ 碳 ／ 碳复合材料 　 犆 ／ 犆犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊 碳纤维增强碳基的复合材料 。 ３ ． ２ 三维穿刺碳纤维织物 　 狆狌狀犮狋狌狉犲犱狋犺狉犲犲犱犻犿犲狀狊犻狅狀犪犾犮犪狉犫狅狀犳犻犫狉犲狋犲狓狋犻犾犲 犡犢 向为连续长碳纤维铺层 ， 犣 向采用连续长碳纤维束双向贯穿而制成的三维整体织物 。 ３ ． ３ 三维穿刺碳 ／ 碳复合材料 　 狆狌狀犮狋狌狉犲犱狋犺狉犲犲犱犻犿犲狀狊犻狅狀犪犾犆 ／ 犆犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊 用三维穿刺碳纤维织物作为增强体制备的碳 ／ 碳复合材料 。 ３ ． ４ 准三维针刺碳纤维织物 　 狀犲犲犱犾犲犱狇狌犪狊犻狋犺狉犲犲犱犻犿犲狀狊犻狅狀犪犾犮犪狉犫狅狀犳犻犫狉犲狋犲狓狋犻犾犲 犡犢 向为碳纤维无纬布或碳纤维经编有纬布与短碳纤维网胎铺层 ， 犣 向采用针刺工艺引入短碳纤维而制成的准三维整体织物 。 ３ ． ５ 准三维针刺碳 ／ 碳复合材料 　 狀犲犲犱犾犲犱狇狌犪狊犻狋犺狉犲犲犱犻犿犲狀狊犻狅狀犪犾犆 ／ 犆犮狅犿狆狅狊犻狋犲狊 用准三维针刺碳纤维织物作为增强体制备的碳 ／ 碳复合材料 。 ３ ． ６ 犡犢 向 　 狋犺犲 犡犢 犱犻狉犲犮狋犻狅狀 碳 ／ 碳复合材料中无纬布或连续长纤维平铺平面的方向 。 ３ ． ７ 犣 向 　 狋犺犲 犣 犱犻狉犲犮狋犻狅狀 碳 ／ 碳复合材料中垂直于 犡犢 向的方向 。 １ 犌犅 ／ 犜 ３４５５９ — ２０１７ ４ 　 试验设备 ４ ． １ 　 试验机 ： 试验机应符合 ＧＢ ／ Ｔ１４４６ 的规定 。 ４ ． ２ 　 压缩装置 ： 压缩装置上 、 下两圆盘平行安装在试验机轴上 ， 两圆盘表面平行度不应超过 ０．０２ｍｍ 。 ４ ． ３ 　 引伸计 ： 量程 １０ｍｍ ～ １５ｍｍ ， 相对误差不应超过 ±１％ 。 ４ ． ４ 　 游标卡尺 ： 量程 ０ｍｍ ～ ２００ｍｍ ， 精度 ０．０２ｍｍ 。 ５ 　 试样 ５ ． １ 　 试样形状与尺寸 测试压缩强度时 ， 试样形状为长方体或正方体 ， 试样尺寸符号和加工精度见图 １ ； 测试压缩弹性模量时 ， 试样形状为圆柱体 ， 试样尺寸符号和加工精度见图 ２ 。 试样尺寸见表 １ 。 说明 ： 犺 ——— 高度 ； 犪 ——— 压缩截面长度 ； 犫 ——— 压缩截面宽度 。 图 １ 　 压缩强度试样 ２ 犌犅 ／ 犜 ３４５５９ — ２０１７ 　　 说明 ： 犺 ——— 高度 ； 犇 ——— 压缩面直径 。 图 ２ 　 压缩弹性模量试样 表 １ 　 压缩强度和压缩弹性模量试样尺寸 单位为毫米 试样类型 试样方向试样形状试样尺寸 边长 （ 犪 ） 边长 （ 犫 ） 直径 （ 犇 ） 高度 （ 犺 ） 压缩强度 试样三维穿刺 碳 ／ 碳复合材料 犡犢 向 长方体 １５±０．１１５±０．１ — １０±０．１ 犣 向 正方体 １０±０．１１０±０．１ — １０±０．１ 准三维针刺 碳 ／ 碳复合材料 犡犢 向 或 犣 向正方体 １０±０．１１０±０．１ — １０±０．１ 压缩弹性模量试样 犡犢 向或 犣 向圆柱体 — — １５±０．１ ３０±０．１ 　　 注 １ ： 加载方向与试样高度方向一致 。 注 ２ ： 测试 犡犢 向压缩强度或压缩弹性模量时 ， 加载方向为 犡犢 向 ； 测试 犣 向压缩强度或压缩弹性模量时 ， 加载 方向为 犣 向 。 ５ ． ２ 　 试样制备 试样制备按 ＧＢ ／ Ｔ１４４６ 的规定 ， 同时在加工试样过程中应遵循如下原则 ： ａ ） 　 样坯从制品上切取后 ， 应及时做好方向标记并注明此样坯将会制取成何种方向的压缩试样 。 ｂ ） 　 加工后的压缩试样应进行外观目视检查 ， 不应有纤维剥落 、 孔洞 、 掉边掉角等瑕疵 。 ３ 犌犅 ／ 犜 ３４５５９ — ２０１７ ５ ． ３ 　 试样数量 每组有效试样应不少于 ５ 个 。 ６ 　 试验条件 ６ ． １ 　 试验环境 试验标准环境应满足 ＧＢ ／ Ｔ１４４６ 的规定 。 ６ ． ２ 　 试样状态调节 试验前 ， 试样在实验室标准环境条件下至少放置 ２４ｈ 。 ７ 　 试验步骤 ７ ． １ 　 试验前准备 ７ ． １ ． １ 　 按 ＧＢ ／ Ｔ１４４６ 的规定检查试样外观 ， 对每个试样编号 。 ７ ． １ ． ２ 　 按 ６．２ 的规定对试样进行状态调节 。 ７ ． １ ． ３ 　 试样状态调节后 ， 在试样高度方向的不同截面位置处分别测试试样直径 犇 或压缩截面长度 犪 、 宽度 犫 ； 高度 犺 ＝１０ｍｍ 的试样测 ２ 个点 ， 高度 犺 ＝３０ｍｍ 的试样测 ３ 个点 ， 并取测量值的算术平均值 。 测量精度不低于 ０．０２ｍｍ 。 ７ ． ２ 　 试样安装 ７ ． ２ ． １ 　 将试样对中放置于试验机压缩圆盘中心上 ， 使载荷中心与试样轴向中心线一致 。 试验机的上 、 下圆盘相互平行 ， 同时垂直于试验机力加载方向 。 ７ ． ２ ． ２ 　 引伸计安装在试样上 ， 并使引伸计的标距中心与试样高度中心保持一致 。 ７ ． ３ 　 加载 ７ ． ３ ． １ 　 测量压缩强度时 ， 按 １．０ｍｍ ／ ｍｉｎ 的加载速率对试样连续加载 ， 直至试样破坏 ， 记录最大破坏载 荷 。 试样破坏后对试样断裂部位进行外观目视检查 ， 并记录试样破坏模式 。 试样典型破坏模式参见附 录 Ａ 。 ７ ． ３ ． ２ 　 测量压缩弹性模量时 ， 按 ０．５ｍｍ ／ ｍｉｎ 的加载速率对试样连续加载 ， 连续测量并记录载荷  应变 数据 ， 直到加载至应变为 ０．２０％ 时停止试验 。 ８ 　 计算 ８ ． １ 　 压缩强度 压缩强度按式 （ １ ） 计算 ， 结果保留 ３ 位有效数字 。 　　 σ ｂ ＝ 犘 ｍａｘ 犪 × 犫 …………………………（ １ ） ４ 犌犅 ／ 犜 ３４５５９ — ２０１７ 　　 式中 ： σ ｂ 　 ——— 试样的压缩强度 ， 单位为兆帕 （ ＭＰａ ）； 犘 ｍａｘ ——— 试样承受的最大载荷 ， 单位为牛 （ Ｎ ）； 犪 ——— 试样压缩截面长度 ， 单位为毫米 （ ｍｍ ）； 犫 ——— 试样压缩截面宽度 ， 单位为毫米 （ ｍｍ ）。 ８ ． ２ 　 压缩应力 压缩应力按式 （ ２ ） 计算 ， 结果保留 ３ 位有效数字 。 　　 σ ＝４ 犘 π 犇 ２ …………………………（ ２ ） 　　 式中 ： σ ——— 试样的压缩应力 ， 单位为兆帕 （ ＭＰａ ）； 犘 ——— 试样承受的载荷 ， 单位为牛 （ Ｎ ）； 犇 ——— 试样压缩截面直径 ， 单位为毫米 （ ｍｍ ）。 ８ ． ３ 　 压缩应变 压缩应变按式 （ ３ ） 计算 ， 结果保留 ３ 位有效数字 。 　　 ε ＝ Δ 犔 ０ 犔 ０ …………………………（ ３ ） 　　 式中 ： ε 　 ——— 压缩应变 ， 无量纲 ； Δ 犔 ０ ——— 与载荷增量 Δ 犘 对应的引伸计标距 犔 ０ 内试样长度的变化量 ， 单位为毫米 （ ｍｍ ）； 犔 ０ ——— 引伸计标距 ， 单位为