3-复合材料试验标准体系及现状
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中国“国家标准化管理委员会（SAC）” “全国纤维增强塑料标准化技术委员会”（SAC/TC39） 国家标准编号
强制性标准：GB 推荐性标准：GB/T
1.3 国家标准
英国标准机构（BSI） PRM/42：增强纤维和复合材料试验方法； PRM/21/-/3：塑料—力学性能
美国国家标准化组织（ANSI） 美国试验与材料协会（ASTM） 德国标准化组织（DIN） 法国标准化协会（AFNOR） 意大利国家标准（UNI） 日本工业标准（JIS）
国内复合材料力学性能的测试标准可以分别从国家标准（GB体 系）、国家军用标准（GJB体系）和航空工业行业标准（HB体系）中 发现适用的标准，其中航空工业标准肯定适用于碳纤维增强复合材 料，而对国家标准则需具体分析，有的只适用于增强塑料，但因标 准的适用范围为纤维增强塑料，有可能被用于碳纤维增强复合材料， 而引起混乱。
40 聚合物基复合材料层压板挤压响应的标准试验方法 41 用 2 个紧固件试件测量聚合物基复合材料层压板挤压/旁路相互作用响应的标准试验方法
42 测量纤维增强聚合物基复合材料紧固件拉脱阻抗的标准试验方法
43 聚合物基复合材料层压板挤压疲劳响应的标准方法
44 纤维增强聚合物基复合材料棒材拉伸性能的标准试验方法
（三）国内标准现状
我国的标准制订工作没有按行业进行定期审查和更新的制度保证， 也没有专门的机构和人员从事这方面研究，在随后的20多年里只有 少量标准参照更新后的ASTM标准和其他标准进行了修订和制订，目 前被广泛使用的标准大部分只相当于国外1970年代的水平。应该指 出的是从1995年后该项研究基本上处于停顿状态。
D 5379
2005
23 增强塑料面内剪切强度的标准试验方法
D 3846
2008
24 用 V 形轨道剪切方法测试复合材料剪切性能的标准试验方法
D 7078
2005
25 聚合物基复合材料及其层压板短梁强度标准试验方法
D 2344 2000(2006)
26 聚合物基复合材料弯曲性能的标准试验方法
D 7264
49 测量纤维增强聚合物基复合材料曲梁强度的标准试验方法
50 单向纤维增强聚合物基复合材料 I-II 型混合层间断裂韧性标准试验方法
D 6856
2003
D 5766
2011
D 6484
2010
D 6742
2012
D 6264
2012
D 7136
2012
D 7137
2012
D 5961
2013
D 7248
14 碳纤维热氧化阻抗的标准试验方法
编号
D 3878 D 4762 D 6507 E 1309 E 1434 E 1471
C 613 D 3529 D 3530 D 3531 D 3532 D 3800 D 4018 D 4102
颁布时间
2007 2004 2000(2005) 2000(2005) 2000(2006) 1992(2004)
复合材料力学性能测试技术
(三） 标准体系及现状
杨胜春 2015-06-25
（一）标准化组织和标准体系 （二）国外标准现状 （三）国内标准现状 （四）国内外标准对比分析
（一）标准化组织和标准体系
1 国际标准化组织（ISO ) 2 欧洲标准化委员会（CEN） 3 国家标准 4 美国试验和材料协会（ASTM） 5 其他标准
69 蜂窝夹层芯材静态能量吸收的标准试验方法
70 蜂窝芯材中水迁移的标准试验方法
C 271 C 272 C 273 C 274 C 297 C 363 C 364 C 365 C 366 C 393 C 394 C 480 C 481 D 6416 D 6772 D 6790 D 7249 D 7250 D 7336 F 1645
2005 2001(2007)
2011 2007 2004(2010) 2000 2007(2012) 2011a 2005 2011e1 2000 1999(2005) 1999(2005) 2001(2007) 2002(2007) 2002(2007) 2006 2006 2007 2007
（三）国内标准现状
(b)
（二）国外标准现状
由于对复合材料的特性和破坏机理认识很少，当时这些标准的制 订主要参照相应的金属力学性能标准。在迄今为止的30多年里，对复 合材料力学性能表征方法的研究有了突飞猛进的进展，特别是复合材 料与金属的破坏机理完全不同，同时复合材料飞机构件的使用经验还 发现，湿热影响和冲击损伤对复合材料性能表征有着重要的意义，因 此复合材料力学性能的测试标准在这30多年里已经多次修订和增添。
16 聚合物基复合材料拉伸性能标准试验方法
D 3039
2008
17 测量段无支持通过剪切加载测量聚合物基复合材料压缩性能的试验方法 D 3410
2003
用复合加载压缩（CLC）试验夹具确定聚合物基复合材料压缩性能的标准
18
D 6641
试验方法
2009
19 用夹层梁确定单向聚合物基复合材料压缩性能的标准试验方法
2007
27 非增强、增强与电绝缘材料弯曲性能的标准试验方法
D 790
2010
28 聚合物基复合材料吸湿性能和平衡浸润的标准试验方法
D 5229
2012
29 聚合物基复合材料拉-拉疲劳标准试验方法
E 3479 1996(2002)
30 环向缠绕聚合物基复合材料圆筒面内剪切性能的标准试验方法
D 5448 1993(2006)
特定纤维增强层压板试验标准 标准编号：SRM XX
欧洲宇航标准
（AECMA—欧洲宇航结构与材料贸易联盟协会）
企业标准
航空标准：HB 建材部标准：JC 空客公司（AIRBUS）标准：AITM
（二）国外标准现状
高性能纤维增强复合材料诞生自1960年代初，1960年代末期 开始用于飞机次承力结构，由于设计的需求，提出了复合材料力 学性能的测试要求。最初这项工作主要在材料研究和飞机设计部 门进行，以企业标准的形式出现。随后为了复合材料的推广使用， 出现了先进材料供应商协会（SACMA）的测试标准，其中得到广泛 认可的则成为美国材料试验学会（ASTM）标准，相当于美国的国 家标准，ASTM标准通常每5年审查一次。最初的复合材料力学性能 测试ASTM标准建立于1970年代初期。
45 评定民用工程结构应用的聚合物基复合材料的材料性能特征值的标准方法 层间性能试验标准
46 纤维增强聚合物基复合材料厚度方向面内拉伸强度和弹性模量的标准试验方法
47 单向纤维增强聚合物基复合材料 I 型层间断裂韧性标准试验方法
48 单向纤维增强聚合物基复合材料 I 型疲劳分层扩展起始的标准试验方法
7 用索氏萃取法测量复合材料预浸料组分含量的标准试验方法
8 复合材料预浸料基体固体含量和基体含量的标准试验方法
9 复合材料预浸料挥发分含量的标准试验方法
10 碳纤维/环氧树脂预浸料树脂流动性的标准试验方法
11 碳纤维/环氧树脂预浸料树脂凝胶时间的标准试验方法
12 高模量纤维密度的标准试验方法
13 连续长丝碳和石墨纤维束性能的标准试验方法
35 聚合物基复合材料层压板开孔压缩强度的标准试验方法
36 聚合物基复合材料层压板充填孔拉伸和压缩试验的标准方法
37 测量聚合物基复合材料对集中准静态压痕力损伤阻抗的标准试验方法
38 测量纤维增强聚合物基复合材料对落锤冲击事件的损伤阻抗的标准试验方法
39 含损伤聚合物基复合材料板压缩剩余强度性能的标准试验方法
61 夹层芯子剪切疲劳的标准试验方法
62 夹层结构弯曲蠕变的标准试验方法
63 夹层结构实验室老化的标准试验方法
64 受分布载荷简支夹层板二维弯曲性能的标准试验方法
65 夹层芯材尺寸稳定性的标准试验方法
66 确定蜂窝芯子泊松比的标准试验方法
67 用长梁弯曲测量夹层结构面板性能的标准试验方法
68 确定夹层梁弯曲和剪切刚度的标准方法
1997(2008) 1997(2008) 1997(2008) 1999(2004) 1999(2004) 1999(2004) 1999(2004) 1982(2004)
（二）国外标准现状
单层和层压板试验方法 15 带试件准备工艺指导的平复合材料板件准备的标准指南
D 5687 1995(2007)
1.2 欧洲标准化委员会（CEN）
所有欧洲国家，强制性标准； 与ISO相似，协调有关复合材料测试标准的起草和验
证试验，其目的是发展规范和标准； 拥有所有纤维（规范和测试）的工作组，其中两个
组负责复合材料，分别侧重于复合材料测试方法和 部件产品。 标准号：EN XXX
1.3 国家标准
(b)
（二）国外标准现状
目前复合材料力学性能测试的ASTM标准大部分是在本世纪初 制订和增添的，其余的也基本上是上世纪末期制订和修订的。表 中所示为ASTM D 30委员会制订的所有有关复合材料的标准及其制 订和重新审查的时间（前面是制订年代，括号内为重新审查的年 代），这些标准适用于纤维弹性模量超过20GPa的复合材料体系。 应该指出，在很长一段时间里，先进复合材料供应商协会（SACMA） 制订了很多测试标准，但在1994年后该协会已不再对这些标准进 行修订和更新。
1.1 国际标准化组织（ISO )
全世界范围内拥有超过160个成员国 复合材料标准主要由第61技术委员会（塑料制品）的第13分会
（复合材料）所辖的6个工作组负责（TC61/SC13/WG16、WG14、 WG20等） 一系列试验标准——玻璃纤维及其二代产品（网状材料、编织 材料、机织材料等） 一套关于碳纤维的试验标准 薄板测试的标准方法于1997~2000年发布，其内容涵盖了所有 满足标准化要求的纤维和基体。 标准号：ISO XXX
2012
D 7332
2007
D 6873
2008
D 7205
2006
D 7290
2006
D 7291 D 5528 D 6115 D 6415 D 6671
2007 2001(2007)e3 1997(2004)
2006ae1 2006
（二）国外标准现状
51 夹层芯材密度的标准试验方法
夹层结构有关标准
31 环向缠绕聚合物基复合材料圆筒横向压缩性能的标准试验方法
D 5449 1993(2006)
32 环向缠绕聚合物基复合材料圆筒横向拉伸性能的标准试验方法
D 5450 1993(2000)
（二）国外标准现状
33 对纺织复合材料进行试验的标准指南
与结构有关的试验方法
34 聚合物基复合材料层压板开孔拉伸强度的标准试验方法
(b)
（二）国外标准现状
序号 1 复合材料标准术语
标准名称 有关编辑和资源的标准
2 纤维增强复合材料试验标准指南
3 复合材料的纤维增强体取向编码标准
4 数据库中纤维增强聚合物基复合材料识别符标准指南
5 数据库中纤维增强复合材料力学性能记录的标准指南
6 计算机用材料性能数据库中纤维、填料和芯材识别符标准指南 组分和前驱体性能试验方法
D 5467 1997(2004)
20 由45层压板拉伸确定聚合物基复合材料面内剪切响应的标准试验方法 D 3518 1994(2007)
21 由轨道剪切方法确定聚合物基复合材料面内剪切性能的标准试验方法
D 4255 2001(2007)
22 由 V 型缺口梁方法确定复合材料剪切性能的标准试验方法
（三）国内标准现状
我国自1960年代末期开始高性能纤维复合材料的研究，1974年开 始用于飞机结构。同样由于设计的需求，在1980年代初期开始提出 复合材料力学性能测试要求，并制订了首批测试标准。当时虽然也 开 展 了 一 些 标 准 试 验 方 法 的 研 究 ， 但 基 本 上 是 对 当 时 的 ASTM 标 准 （主要是1970年代的标准）的消化理解和国产化（主要是将度量衡 单位由英制转换为公制和内容的简化），因此制订的标准基本上与 1970年代末的ASTM标准相当。
52 结构用夹层结构芯材吸湿的标准试验方法
53 夹层芯材剪切性能的标准试验方法
54 结构用夹层结构标准术语
55 夹层结构面内拉伸强度的标准试验方法
56 蜂窝芯材分层强度的标准试验方法
57 夹层结构侧向压缩强度的标准试Biblioteka Baidu方法
58 夹层结构面内压缩强度的标准试验方法
59 测量夹层芯子厚度的标准试验方法
60 夹层结构弯曲性能的标准试验方法
1.4 美国试验和材料协会（ASTM）
D 20委员会——塑料（D20.10分会—力学性能）； D 14委员会——胶黏剂； D 30委员会——复合材料及其夹层结构； 标准号： ASTM D XXX：塑料、复合材料、胶黏剂
ASTM C XXX：夹层结构
1.5 其他标准
先进材料供应商协会（SCAMA）
强制性标准：GB 推荐性标准：GB/T
1.3 国家标准
英国标准机构（BSI） PRM/42：增强纤维和复合材料试验方法； PRM/21/-/3：塑料—力学性能
美国国家标准化组织（ANSI） 美国试验与材料协会（ASTM） 德国标准化组织（DIN） 法国标准化协会（AFNOR） 意大利国家标准（UNI） 日本工业标准（JIS）
国内复合材料力学性能的测试标准可以分别从国家标准（GB体 系）、国家军用标准（GJB体系）和航空工业行业标准（HB体系）中 发现适用的标准，其中航空工业标准肯定适用于碳纤维增强复合材 料，而对国家标准则需具体分析，有的只适用于增强塑料，但因标 准的适用范围为纤维增强塑料，有可能被用于碳纤维增强复合材料， 而引起混乱。
40 聚合物基复合材料层压板挤压响应的标准试验方法 41 用 2 个紧固件试件测量聚合物基复合材料层压板挤压/旁路相互作用响应的标准试验方法
42 测量纤维增强聚合物基复合材料紧固件拉脱阻抗的标准试验方法
43 聚合物基复合材料层压板挤压疲劳响应的标准方法
44 纤维增强聚合物基复合材料棒材拉伸性能的标准试验方法
（三）国内标准现状
我国的标准制订工作没有按行业进行定期审查和更新的制度保证， 也没有专门的机构和人员从事这方面研究，在随后的20多年里只有 少量标准参照更新后的ASTM标准和其他标准进行了修订和制订，目 前被广泛使用的标准大部分只相当于国外1970年代的水平。应该指 出的是从1995年后该项研究基本上处于停顿状态。
D 5379
2005
23 增强塑料面内剪切强度的标准试验方法
D 3846
2008
24 用 V 形轨道剪切方法测试复合材料剪切性能的标准试验方法
D 7078
2005
25 聚合物基复合材料及其层压板短梁强度标准试验方法
D 2344 2000(2006)
26 聚合物基复合材料弯曲性能的标准试验方法
D 7264
49 测量纤维增强聚合物基复合材料曲梁强度的标准试验方法
50 单向纤维增强聚合物基复合材料 I-II 型混合层间断裂韧性标准试验方法
D 6856
2003
D 5766
2011
D 6484
2010
D 6742
2012
D 6264
2012
D 7136
2012
D 7137
2012
D 5961
2013
D 7248
14 碳纤维热氧化阻抗的标准试验方法
编号
D 3878 D 4762 D 6507 E 1309 E 1434 E 1471
C 613 D 3529 D 3530 D 3531 D 3532 D 3800 D 4018 D 4102
颁布时间
2007 2004 2000(2005) 2000(2005) 2000(2006) 1992(2004)
复合材料力学性能测试技术
(三） 标准体系及现状
杨胜春 2015-06-25
（一）标准化组织和标准体系 （二）国外标准现状 （三）国内标准现状 （四）国内外标准对比分析
（一）标准化组织和标准体系
1 国际标准化组织（ISO ) 2 欧洲标准化委员会（CEN） 3 国家标准 4 美国试验和材料协会（ASTM） 5 其他标准
69 蜂窝夹层芯材静态能量吸收的标准试验方法
70 蜂窝芯材中水迁移的标准试验方法
C 271 C 272 C 273 C 274 C 297 C 363 C 364 C 365 C 366 C 393 C 394 C 480 C 481 D 6416 D 6772 D 6790 D 7249 D 7250 D 7336 F 1645
2005 2001(2007)
2011 2007 2004(2010) 2000 2007(2012) 2011a 2005 2011e1 2000 1999(2005) 1999(2005) 2001(2007) 2002(2007) 2002(2007) 2006 2006 2007 2007
（三）国内标准现状
(b)
（二）国外标准现状
由于对复合材料的特性和破坏机理认识很少，当时这些标准的制 订主要参照相应的金属力学性能标准。在迄今为止的30多年里，对复 合材料力学性能表征方法的研究有了突飞猛进的进展，特别是复合材 料与金属的破坏机理完全不同，同时复合材料飞机构件的使用经验还 发现，湿热影响和冲击损伤对复合材料性能表征有着重要的意义，因 此复合材料力学性能的测试标准在这30多年里已经多次修订和增添。
16 聚合物基复合材料拉伸性能标准试验方法
D 3039
2008
17 测量段无支持通过剪切加载测量聚合物基复合材料压缩性能的试验方法 D 3410
2003
用复合加载压缩（CLC）试验夹具确定聚合物基复合材料压缩性能的标准
18
D 6641
试验方法
2009
19 用夹层梁确定单向聚合物基复合材料压缩性能的标准试验方法
2007
27 非增强、增强与电绝缘材料弯曲性能的标准试验方法
D 790
2010
28 聚合物基复合材料吸湿性能和平衡浸润的标准试验方法
D 5229
2012
29 聚合物基复合材料拉-拉疲劳标准试验方法
E 3479 1996(2002)
30 环向缠绕聚合物基复合材料圆筒面内剪切性能的标准试验方法
D 5448 1993(2006)
特定纤维增强层压板试验标准 标准编号：SRM XX
欧洲宇航标准
（AECMA—欧洲宇航结构与材料贸易联盟协会）
企业标准
航空标准：HB 建材部标准：JC 空客公司（AIRBUS）标准：AITM
（二）国外标准现状
高性能纤维增强复合材料诞生自1960年代初，1960年代末期 开始用于飞机次承力结构，由于设计的需求，提出了复合材料力 学性能的测试要求。最初这项工作主要在材料研究和飞机设计部 门进行，以企业标准的形式出现。随后为了复合材料的推广使用， 出现了先进材料供应商协会（SACMA）的测试标准，其中得到广泛 认可的则成为美国材料试验学会（ASTM）标准，相当于美国的国 家标准，ASTM标准通常每5年审查一次。最初的复合材料力学性能 测试ASTM标准建立于1970年代初期。
45 评定民用工程结构应用的聚合物基复合材料的材料性能特征值的标准方法 层间性能试验标准
46 纤维增强聚合物基复合材料厚度方向面内拉伸强度和弹性模量的标准试验方法
47 单向纤维增强聚合物基复合材料 I 型层间断裂韧性标准试验方法
48 单向纤维增强聚合物基复合材料 I 型疲劳分层扩展起始的标准试验方法
7 用索氏萃取法测量复合材料预浸料组分含量的标准试验方法
8 复合材料预浸料基体固体含量和基体含量的标准试验方法
9 复合材料预浸料挥发分含量的标准试验方法
10 碳纤维/环氧树脂预浸料树脂流动性的标准试验方法
11 碳纤维/环氧树脂预浸料树脂凝胶时间的标准试验方法
12 高模量纤维密度的标准试验方法
13 连续长丝碳和石墨纤维束性能的标准试验方法
35 聚合物基复合材料层压板开孔压缩强度的标准试验方法
36 聚合物基复合材料层压板充填孔拉伸和压缩试验的标准方法
37 测量聚合物基复合材料对集中准静态压痕力损伤阻抗的标准试验方法
38 测量纤维增强聚合物基复合材料对落锤冲击事件的损伤阻抗的标准试验方法
39 含损伤聚合物基复合材料板压缩剩余强度性能的标准试验方法
61 夹层芯子剪切疲劳的标准试验方法
62 夹层结构弯曲蠕变的标准试验方法
63 夹层结构实验室老化的标准试验方法
64 受分布载荷简支夹层板二维弯曲性能的标准试验方法
65 夹层芯材尺寸稳定性的标准试验方法
66 确定蜂窝芯子泊松比的标准试验方法
67 用长梁弯曲测量夹层结构面板性能的标准试验方法
68 确定夹层梁弯曲和剪切刚度的标准方法
1997(2008) 1997(2008) 1997(2008) 1999(2004) 1999(2004) 1999(2004) 1999(2004) 1982(2004)
（二）国外标准现状
单层和层压板试验方法 15 带试件准备工艺指导的平复合材料板件准备的标准指南
D 5687 1995(2007)
1.2 欧洲标准化委员会（CEN）
所有欧洲国家，强制性标准； 与ISO相似，协调有关复合材料测试标准的起草和验
证试验，其目的是发展规范和标准； 拥有所有纤维（规范和测试）的工作组，其中两个
组负责复合材料，分别侧重于复合材料测试方法和 部件产品。 标准号：EN XXX
1.3 国家标准
(b)
（二）国外标准现状
目前复合材料力学性能测试的ASTM标准大部分是在本世纪初 制订和增添的，其余的也基本上是上世纪末期制订和修订的。表 中所示为ASTM D 30委员会制订的所有有关复合材料的标准及其制 订和重新审查的时间（前面是制订年代，括号内为重新审查的年 代），这些标准适用于纤维弹性模量超过20GPa的复合材料体系。 应该指出，在很长一段时间里，先进复合材料供应商协会（SACMA） 制订了很多测试标准，但在1994年后该协会已不再对这些标准进 行修订和更新。
1.1 国际标准化组织（ISO )
全世界范围内拥有超过160个成员国 复合材料标准主要由第61技术委员会（塑料制品）的第13分会
（复合材料）所辖的6个工作组负责（TC61/SC13/WG16、WG14、 WG20等） 一系列试验标准——玻璃纤维及其二代产品（网状材料、编织 材料、机织材料等） 一套关于碳纤维的试验标准 薄板测试的标准方法于1997~2000年发布，其内容涵盖了所有 满足标准化要求的纤维和基体。 标准号：ISO XXX
2012
D 7332
2007
D 6873
2008
D 7205
2006
D 7290
2006
D 7291 D 5528 D 6115 D 6415 D 6671
2007 2001(2007)e3 1997(2004)
2006ae1 2006
（二）国外标准现状
51 夹层芯材密度的标准试验方法
夹层结构有关标准
31 环向缠绕聚合物基复合材料圆筒横向压缩性能的标准试验方法
D 5449 1993(2006)
32 环向缠绕聚合物基复合材料圆筒横向拉伸性能的标准试验方法
D 5450 1993(2000)
（二）国外标准现状
33 对纺织复合材料进行试验的标准指南
与结构有关的试验方法
34 聚合物基复合材料层压板开孔拉伸强度的标准试验方法
(b)
（二）国外标准现状
序号 1 复合材料标准术语
标准名称 有关编辑和资源的标准
2 纤维增强复合材料试验标准指南
3 复合材料的纤维增强体取向编码标准
4 数据库中纤维增强聚合物基复合材料识别符标准指南
5 数据库中纤维增强复合材料力学性能记录的标准指南
6 计算机用材料性能数据库中纤维、填料和芯材识别符标准指南 组分和前驱体性能试验方法
D 5467 1997(2004)
20 由45层压板拉伸确定聚合物基复合材料面内剪切响应的标准试验方法 D 3518 1994(2007)
21 由轨道剪切方法确定聚合物基复合材料面内剪切性能的标准试验方法
D 4255 2001(2007)
22 由 V 型缺口梁方法确定复合材料剪切性能的标准试验方法
（三）国内标准现状
我国自1960年代末期开始高性能纤维复合材料的研究，1974年开 始用于飞机结构。同样由于设计的需求，在1980年代初期开始提出 复合材料力学性能测试要求，并制订了首批测试标准。当时虽然也 开 展 了 一 些 标 准 试 验 方 法 的 研 究 ， 但 基 本 上 是 对 当 时 的 ASTM 标 准 （主要是1970年代的标准）的消化理解和国产化（主要是将度量衡 单位由英制转换为公制和内容的简化），因此制订的标准基本上与 1970年代末的ASTM标准相当。
52 结构用夹层结构芯材吸湿的标准试验方法
53 夹层芯材剪切性能的标准试验方法
54 结构用夹层结构标准术语
55 夹层结构面内拉伸强度的标准试验方法
56 蜂窝芯材分层强度的标准试验方法
57 夹层结构侧向压缩强度的标准试Biblioteka Baidu方法
58 夹层结构面内压缩强度的标准试验方法
59 测量夹层芯子厚度的标准试验方法
60 夹层结构弯曲性能的标准试验方法
1.4 美国试验和材料协会（ASTM）
D 20委员会——塑料（D20.10分会—力学性能）； D 14委员会——胶黏剂； D 30委员会——复合材料及其夹层结构； 标准号： ASTM D XXX：塑料、复合材料、胶黏剂
ASTM C XXX：夹层结构
1.5 其他标准
先进材料供应商协会（SCAMA）