实验18 单向纤维增强复合材料面内剪切性能试验

实验18 单向纤维增强复合材料面内剪切性能试验

一，实验目的

1，掌握单向复合材料面内剪切性能及其测试方法。 二，实验内容

测定单向复合材料剪切强度，剪切模量，极限剪应变，观察单向复合材料试样面内剪切的破坏特征 三，实验原理

用双边带V 型缺口的扁矩形直梁试样，通过专用剪切夹具，对其施加两个对称力偶，使得试样的中心截面处产生纯剪应力状态。 四，实验仪器设备

电子万能试验机，V 型缺口梁剪切试验夹具，静态应变仪，应变计（片），温度补偿片，游标卡尺等

五，实验计算公式： 1，剪切强度和剪应力

12i

i P S wh P wh τ=

=

P ——试样破坏时的最大载荷，或剪应变为5%的载荷，N

i τ——第n 级载荷时的剪应力，单位为MPa

i P ——第n 级载荷，单位为N

w ——试样两缺口之间的宽度，mm h ——试样厚度，mm 2，剪应变和极限应变

4545||||i γεε+-=+ u γ=取小值 5%剪应变

极限载荷下的应变 式中：i γ——第n 级载荷时的剪应变 45ε+——第n 级载荷时+45方向的应变 45ε-——第n 级载荷时-45方向的应变

u γ——极限应变

3，剪切弹性模量

124545(||||)

P

G wh τγεε+-∆∆=

=

∆∆+∆ 式中：

12G ——剪切弹性模量，单位为MPa

τ∆——剪切应力-应变曲线的直线段上选取的剪应力增量，MPa γ∆——与τ∆相对应的剪应变增量

P ∆ ——载荷应变曲线直线段上选取的载荷增量，N

45ε+∆——与P ∆相对应的+45方向应变增量 45ε-∆——与P ∆相对应的-45方向应变增量

七、实验分析：

1.应变超过量程，导致最后的极限剪应变没有数值。

2.试样在试验段内破坏，因此试验数据比较可靠。

3.从±45°应变看，前7次45

ε

+

∆

和

45

ε

-

∆

相差不超过10%，说明这次试样受到载荷很接近于纯剪。

4.破坏界面较为平整，为纯剪切破坏。

剪切试验图像如下：