复合材料静态力学性能测试

Baffalo笔记

发布时间 : 2025-07-28 20:51

介绍
测试简介
测试规范
参考文献

介绍

测试的目的是提供使用该材料分析，设计和制造结构组件所需的数据。由于复合材料各向异性的特殊性质，对力学性能测试提出了更高更复杂的要求。

对于复合材料的静态力学强度，主要有以下几个指标：
F1t : 纵向拉伸强度
F1c : 纵向压缩强度
F2t : 横向拉伸强度
F2c : 横向压缩强度
F4 : 层间剪切
F5,F6 ：面内剪切

测试的目的是得到以上宏观的力学参数，目前主要的测试方法按照几何形式可以划分为以下三类：

层合板测试
圆环测试
圆管测试

测试简介

层合板

拉伸和压缩

层合板是比较常见的测试方法，该试样具有形状简单、易于加工、工作段较长、在测试标距段内应力分布均匀、便于引伸计或应变计安装。对于拉伸和压缩测试，可分为有加强片和无加强片两种试样，测试时按照对应的方向可以很直观的得到该方向的拉伸或者压缩强度。

面内剪切

对于剪切测试，常采用[45°/-45°]的方案铺层，我们可以按照经典的层合板理论做个简单的分析, 设置每层的厚度为0.1mm, 共5层，铺层的角度为[45/-45/45/-45/45]

S=RMaterial('Composite');
mat=GetMat(S,22);
inputStruct.Orient=[45,-45,45,-45,45]';
inputStruct.Tply=[0.1;0.1;0.1;0.1;0.1];
inputStruct.Plymat=[1;1;1;1;1];
inputStruct.Load.Type = [2, 2, 2, 2, 2, 2];
inputStruct.Load.Value = [1, 0, 0, 0, 0, 0];
paramsStruct.Material=mat;
L= plate.Laminate(paramsStruct, inputStruct);
L=L.solve();
PlotResult(L);
PlotResult(L,'MC',1);

得到全局坐标系下的各层应力分布为：

转换到材料坐标系，可以看出各层间的剪应力一致，因而可以很方便的推导出剪应力和拉应力的关系，进而换算拉应力和剪力的关系。因此45°的铺层角度在面内剪切测试中很常见。