复合材料实验的意义及要求
一、复合材料实验的意义
1、复合材料实验课的重要性
复合材料以其良好的性能让世人瞩目,并在近二十多年以取得惊人的成绩,在很多高、新技术上得到应用,任何事物都有两面性,从设计和应用角度看,复合材料仍还有如下几个问题极需要重视;
(1)由于复合材料的原材料,组成、制造方法等多样性,很难得到稳定的性能,表现为材料性能分散性较大;
(2)影响复合材料性能的因素很多,有关性能的设计资料难以或几乎不可能十分完备;
(3)复合材料各乡异性使产品的设计思想、计算方法、设计准则和检验方法都存在很大的困难。
因此,发展和建立复合材料实验技术体系,使原材料选择、性能设计、结构设计、工艺设计、试验检测五部分成为一个完整的总体显得尤其重要。从培养复合材料专门人才角度考虑,没有经过试验课训练的学生不能算合格的、全面发展的人才。
2、试验方法标准化的必要性
试验是检验选材、设计和工艺效果的手段。为了保证材料质量和成型过程中的质量控制,使每次检验的结果可靠并具可信性,以及同一性能试验数据的可比性,有必要对试验方法建立统一的规范,包括试验方法总则-每一个具体试验都要遵循的规定和具体一种试验方法的操作准备、试验步骤、结果计算等应统一遵守规定,在试验课训练中要提高认识,严格认真按照试验标准进行试验,为将来在工作研究和生产试验中坚持试验标准化奠定一定的基础。
实际上,标准时一种法规,复合材料试验的依据就是有关复合材料试验方法的标准,因此,在试验中不仅要严格按照相应的标准进行,而且在试验结果中要注明该试验方法的标准号。
3、影响试验结果因素的多样性
科学的实验课训练除了强调试验方法的标准化外,还应正确认识和处理影响试验结果的各种因素;
(1)我国地域广阔,东西、南北跨越几千里,气候、风沙、温度等相差很大,势必对试样制作和试验结果带来难于估计的影响。因此,在重要的实验中,例如仲裁试验,往往注明试样当天的气候,温度和相对温度,以便参考。
(2)试验方法和仪器设备状态不一定尽善尽美,标准也是有限的人员制订的,难免有不合理、不科学的地方,因此试验中认证观察,深入分析,不盲目,也不轻率,总结和积累数据。
(3)系统误差和过失失误差是可以避免或减少的,问题在于试验者技能熟练程度和对试验的态度。实验中相对办法越周密,态度越认真,其试验结果中系统误差和过失误差的概率就越小。因此,在实验中注意培养自己严格、严密的作风,认真负责,细心操作,动手、动脑十分必要。
(4)测试数据处理要科学和合理,对于某些偏低或偏高数据取舍不能随便,除确属粗心过失造成以外,一般都须仔细观察和分析。任何测试数据都是通过一系列劳动才获得的,尊重客观事实所有试验的准则。反常数据和反常现象有两种可能;一是测试系统(含试验者和试样)出了毛病;一是食物本来买内幕的反映,内中有过去未来被人注意和研究的新现象或新规律,如果属后者,而试验者随便就舍弃了,就会使一个新问题失之交臂。
4、材料试验与产品试验的差异性
材料试验不能代替产品试验。一方面是材料试验的试样与产品在形状、尺寸、环境和边缘效应等不相同;两一方面虽然原材料可能完全相同,但材料试样和产品的成型条件也不完全相同。因此,复合材料制品应做必要的产品试验。产品试验在很多情况下无标准可循规,就需要试验者自己建立产品的企业标准以及建立合理的、能充分反映产品性能的试验方法。
5、安全为了试验,试验必须安全
为了保证试验顺利地进行,较好地完成教学大纲任务,在实验课中要遵守学生试验守则和安全守则。
二、 学生试验守则
1、实验室是培养是学生理论联系实际、分析解决问题的能力、养成科学作风的重要场所,爱护实验室是科学道德的一部分;
2、学生进入实验室就应自觉遵守实验室的各种规章制度,不在实验室内抽烟、打闹;
3、试验前认真阅读实验课教材和试验指导书,做到有准备,不预习着不应开始做实验;
4、在规定时间内进行指定内容的试验,禁止利用计算机玩电子游戏;
5、在教师指导下严格按仪器操作规程进行实验,如实记录实验数据;
6、实验中注意人身安全,一旦化学反应和仪器出现异常情况要及时向导师报告;
7、试验完毕,应将各种仪器开关旋回初始位置,认真填写仪器使用登记表,打扫室内卫生,教师检查试验及其他,合格者方可离去;
8、实验中注意节约,不准将化学药品私自带出室外;
9、在实验时学生必须听从指导教师安排,违反规定不听劝阻者,教师酌情批评,直至停止其试验。
三、复合材料试验安全守则
1、在复合材料实验室进行防火、防人身事故的教育是正常工作不可缺少的部分;
2、实验室中易燃,易爆化学物质应远离明火及高温场地存放;
3、复合材料实验中的化学药品多数具有毒性,注意正确使用,尤其不要将过氧化物与促进剂简单混合,平常适当间隔放置;
4、压力容器爆破实验应在安全防爆室内进行;
5、防止将短纤维弄人眼内,造成不必要的眼伤;
6、有条件的实验室备有专用工作服,进出实验是谁要换外衣,以免将短纤维带回家中造成家人瘙痒;
7、认真操作万能试验机和油压机等机械设备,小心搬拆模具,防止机械碰伤。
四、纤维增强塑料性能试验方法总则(GB1446-83)
本标准适用于纤维增强塑料的力学和物理性能的测定,
1、试样制备
(1)机械加工法
1试样的取位区,应距板材边缘(已切除工艺毛边)20mm-30mm。若取位区有气泡、分层、树脂淤积、皱褶、翘曲、错误铺层等缺陷,则应避开;
2、若对取位区有特殊要求或需从产品中取样时,则按有关技术要求确定,并在试验报告中注明;
3、纤维增强塑料一般为各向异性材料,故应按各向异性材料的两个主方向或预先规定的方向(例如板的纵向和横向)切割试样,且应严格地保证纤维方向和铺层方向与试验要求相符;
4、纤维增强塑料试样应采用硬质合金刀具或砂轮片加工。加工时要防止试样产生分层刻痕和局部挤压等机械损伤;
5、加工试样时,可采用水冷却(禁止用油)。但加工后,应在适宜的条件下对试样及时进行干燥处理;
6、对试样的成型表面尽量不要加工,当需要加工时,一般应单面加工,并在试验报告中注明。
(2)模塑法
模塑成型的试样按产品标准或技术规范的规定进行制备,在试验报告中注明制备试样的工艺条件及成型时受压的方向。
2、试样外观检查和数量
(1)试验前,试样需经外观检查,如有缺陷和不符合尺寸制备要求者,应予作废;
(2)对所测材料的性能每组试样应多于5个,保证同批有5个有效试样。
3、试验标准环境条件和试样状态调节
(1)试验标准环境条件
温度:23±2℃
相对温度:45%~55%。
(2)试样状态调节
1、试验前,试样在试验标准环境条件下至少放置24h
2、若不具备试验标准环境条件,试验前,试样可在干燥器内至少放置24h
3、特殊状态调节条件按需要而定。
4、试样测量精度
(1)试样尺寸小于和等于10mm时,精确到0.02mm;大于10mm的,精确到0.05mm;
(2)试样其他量的测量精度应按有关试验方法中的规定执行;
5、试验设备
(1)力学性能用试验设备应符合以下要求;
1试验机载荷相对误差不得超过±1%
2机械式和油压式试验机使用吨位的选择应使试样施加载荷落在满载的10%~90%范围内(尽量落在满载的一边)且不得小于试验机大吨位的4%
3、电子拉力试验机和伺服液压式试验机使用吨位的选择应参照该机的说明书;
4、测量变形的仪器仪表其相对误差均不得超过±1%
(2)物理性能用试验设备应符合有关标准的规定。
(3)试验设备定期经计量部门进行检定。
6、试验结果
(1)每个试样的性能值: 必要时,应说明每个试样的破坏情况。
(2)算术平均值 计算到三位有效数字。
式中符号同公式(0-1)和(0-2)。


7试验报告
实验报告的内容包括以下各项全部或部分;
(1)试验项目名称;
(2)试样来源及制备情况,材料品种及规格;
(3)试样编号=形状、尺寸、外观质量及数量;
(4)试验温度、相对湿度及试样状态调节;
(5)试验设备及仪器表的型号、量程及使用情况等;
(6)试验结果 给出每个试样的性能值(必要时、给出每个试样的破坏情况)、算术平均值、标准差及离散系数。若有要求,可按(试验结果的统计分析-平均值的估算-置信区间)
(ISO2602-80)给出一定置信度的平均值置信区间;
(7)试验人员、日期及其他。








































