【标准】ASTM D30复合材料标准体系综述



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前言

ASTM(美国材料与试验协会)在全球材料与工程标准领域具有举足轻重的地位,其制定的标准为各行各业提供了统一的技术规范。其中,D30 委员会专注于复合材料领域,围绕复合材料的术语、性能测试、结构应用等方面制定了一系列标准。本文旨在对 ASTM D30 委员会下设的各分类及其包含的有效标准进行梳理,为相关从业者提供清晰、实用的参考。

一、D30.01 编辑与资源标准

该分类主要围绕复合材料领域的基础术语、测试指南以及材料识别等方面制定标准,为行业内的信息交流、测试操作提供了统一的规范和依据,是复合材料领域标准化工作的基础。

标准编号

标准名(中文)

D4762-23

《测试聚合物基复合材料的标准指南》

D3878-23

《复合材料术语标准》

D6507-19(2025)

《复合材料纤维增强方向编码的标准实施规程》

D8335-20

《纤维增强聚合物基复合材料识别标准指南》

二、D30.03 成分 / 前驱体性能

此分类聚焦于复合材料的组成成分及前驱体的性能测试,通过一系列标准化的试验方法,对预浸料的成分含量、挥发物含量、树脂性能等进行测定,确保复合材料在生产源头的质量可控,为后续的加工和使用奠定良好基础。

标准编号

标准名(中文)

C613-23

《用索氏提取法测定复合材料预浸料成分含量的标准试验方法》

D3529-16(2021)

《复合材料预浸料成分含量的标准试验方法》

D3530-20

《复合材料预浸料挥发物含量的标准试验方法》

D3531/D3531M-24

《碳纤维 - 环氧树脂预浸料树脂流动的标准试验方法》

D3532/D3532M-19

《碳纤维 - 环氧树脂预浸料凝胶时间的标准试验方法》

D3800-22

《高模量纤维密度的标准试验方法》

D4018-23

《连续长丝碳纤维和石墨纤维束性能的标准试验方法》

D4102/D4102M-22

《碳纤维耐热氧化性的标准试验方法》

D7750-23

《用动态力学程序使用封装试样流变仪测定热固性树脂固化行为的标准试验方法》

D8132/D8132M-23

《通过渗透率测量确定预浸料浸渍的标准试验方法》

D8336-24

《使用连续施加和剥离程序表征预浸料粘性的标准试验方法》

三、D30.04 层合板与叠层板试验方法

该分类针对层合板和叠层板的各类性能测试制定了详细标准,涵盖了剪切、拉伸、压缩、弯曲等多种力学性能,以及吸湿性能、玻璃化转变温度等特性的测试方法,为准确评估层合板和叠层板的性能提供了可靠依据,是复合材料结构设计和性能验证的重要支撑。

标准编号

标准名(中文)

D5379/D5379M-19e1

《用 V 型缺口梁法测定复合材料剪切性能的标准试验方法》

D2344/D2344M-22

《聚合物基复合材料及其层压板短梁强度的标准试验方法》

D3039/D3039M-17

《聚合物基复合材料拉伸性能的标准试验方法》

D3171-22

《复合材料成分含量的标准试验方法》

D3410/D3410M-16(2024)

《无支撑标距段聚合物基复合材料受剪切载荷压缩性能的标准试验方法》

D3479/D3479M-19(2023)

《聚合物基复合材料拉伸 - 拉伸疲劳的标准试验方法》

D3518/D3518M-18

《用 ±45° 层压板拉伸试验测定聚合物基复合材料面内剪切响应的标准试验方法》

D3552-24

《纤维增强金属基复合材料拉伸性能的标准试验方法》

D5229/D5229M-20

《聚合物基复合材料吸湿性能和平衡调节的标准试验方法》

D5448/D5448M-22

《环向缠绕聚合物基复合材料圆柱体面内剪切性能的标准试验方法》

D5449/D5449M-22

《环向缠绕聚合物基复合材料圆柱体横向压缩性能的标准试验方法》

D5450/D5450M-22

《环向缠绕聚合物基复合材料圆柱体横向拉伸性能的标准试验方法》

D5467/D5467M-97(2017)

《用夹层梁测定单向聚合物基复合材料压缩性能的标准试验方法》

D5687/D5687M-20

《带试样制备加工指南的扁平复合材料板制备标准指南》

D6641/D6641M-23

《使用组合加载压缩(CLC)试验夹具测定聚合物基复合材料压缩性能的标准试验方法》

D6856/D6856M-23

《织物增强 “纺织” 复合材料测试标准指南》

D7028-07(2024)

《用动态力学分析(DMA)测定聚合物基复合材料玻璃化转变温度(DMA Tg)的标准试验方法》

D7078/D7078M-20e1

《用 V 型缺口轨道剪切法测定复合材料剪切性能的标准试验方法》

D7264/D7264M-21

《聚合物基复合材料弯曲性能的标准试验方法》

四、D30.05 结构试验方法

此分类主要针对复合材料结构的性能测试,涉及开孔强度、承压响应、损伤抗性、疲劳性能等多个与结构安全和可靠性密切相关的方面,为复合材料结构在实际应用中的设计、评估和验证提供了全面的技术标准。

标准编号

标准名(中文)

D5766/D5766M-23

《聚合物基复合材料层压板开孔拉伸强度的标准试验方法》

D5961/D5961M-23

《聚合物基复合材料层压板承压响应的标准试验方法》

D6264/D6264M-23

《测量纤维增强聚合物基复合材料对集中准静态压痕力的损伤抗性的标准试验方法》

D6484/D6484M-23

《聚合物基复合材料层压板开孔压缩强度的标准试验方法》

D6742/D6742M-23

《聚合物基复合材料层压板填充孔拉伸和压缩测试的标准实施规程》

D6873/D6873M-23

《聚合物基复合材料层压板承压疲劳响应的标准实施规程》

D7136/D7136M-25

《测量纤维增强聚合物基复合材料对落锤冲击事件的损伤抗性的标准试验方法》

D7137/D7137M-23

《受损聚合物基复合材料板压缩残余强度性能的标准试验方法》

D7248/D7248M-23

《使用双紧固件试样测定聚合物基复合材料层压板高承压 - 低旁路相互作用响应的标准试验方法》

D7332/D7332M-23

《测量纤维增强聚合物基复合材料抗紧固件拉脱阻力的标准试验方法》

D7615/D7615M-23

《聚合物基复合材料层压板开孔疲劳响应的标准实施规程》

D8066/D8066M-23

《聚合物基复合材料层压板无缺口压缩测试的标准实施规程》

D8101/D8101M-24

《测量复合材料对钝头弹丸冲击的抗穿透性的标准试验方法》

D8131/D8131M-23

《聚合物基复合材料层压板锥形和阶梯形接头拉伸性能的标准实施规程》

D8387/D8387M-23

《聚合物基复合材料层压板高旁路 - 低承压相互作用响应的标准试验方法》

D8509/D8509M-23

《螺栓连接相关性能测试方法选择和测试试样设计标准指南》

D8510/D8510M-23

《轴向压缩载荷下局部屈曲和压溃的标准试验方法》

D8511/D8511M-23

《局部屈曲和压溃测试试样设计与分析标准指南》

E1922/E1922M-22

《层压和拉挤聚合物基复合材料层间断裂韧性的标准试验方法》

五、D30.06 层间性能

该分类专注于复合材料层间性能的测试,包括层间断裂韧性、弯曲梁强度等,通过标准化的测试方法,能够准确评估复合材料层间的结合强度和稳定性,对于复合材料的结构设计和失效分析具有重要意义。

标准编号

标准名(中文)

D5528/D5528M-21

《单向纤维增强聚合物基复合材料 I 型层间断裂韧性的标准试验方法》

D6115-97(2019)

《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》

D6415/D6415M-22

《测量纤维增强聚合物基复合材料弯曲梁强度的标准试验方法》

D6671/D6671M-22

《单向纤维增强聚合物基复合材料混合 I - II 型层间断裂韧性的标准试验方法》

D7291/D7291M-22

《纤维增强聚合物基复合材料贯穿厚度 “平面” 拉伸强度和弹性模量的标准试验方法》

D7905/D7905M-19e1

《测定单向纤维增强聚合物基复合材料 II 型层间断裂韧性的标准试验方法》

六、D30.09 夹层结构

此分类围绕夹层结构复合材料的性能测试制定了一系列标准,涵盖芯材密度、吸水性、剪切性能、压缩性能等多个方面,为夹层结构复合材料的设计、生产和应用提供了全面的技术支持,确保其在各类工程中的安全使用。

标准编号

标准名(中文)

C271/C271M-16(2022)e1

《夹层芯材密度的标准试验方法》

C272/C272M-18(2024)

《夹层结构芯材吸水性的标准试验方法》

C273/C273M-20

《夹层芯材剪切性能的标准试验方法》

C297/C297M-16(2024)

《夹层结构平面拉伸强度的标准试验方法》

C363/C363M-24

《蜂窝芯材节点拉伸强度的标准试验方法》

C364/C364M-16(2024)

《夹层结构边缘压缩强度的标准试验方法》

C365/C365M-22

《夹层芯材平面压缩性能的标准试验方法》

C366/C366M-16(2022)e1

《夹层芯材厚度测量的标准试验方法》

C393/C393M-20

《用梁弯曲法测定夹层结构芯材剪切性能的标准试验方法》

C394/C394M-16(2024)

《夹层芯材剪切疲劳的标准试验方法》

C480/C480M-16(2024)

《夹层结构弯曲蠕变的标准试验方法》

C481-99(2025)

《夹层结构实验室老化的标准试验方法》

D6416/D6416M-16(2024)

《承受分布载荷的简支夹层复合板二维弯曲性能的标准试验方法》

D6772/D6772M-22

《夹层芯材尺寸稳定性的标准试验方法》

D6790/D6790M-22

《测定蜂窝芯材泊松比的标准试验方法》

D7249/D7249M-20

《用长梁弯曲法测定夹层结构面板性能的标准试验方法》

D7250/D7250M-20

《测定夹层梁弯曲和剪切刚度的标准实施规程》

D7336/D7336M-22

《蜂窝夹层芯材静态能量吸收性能的标准试验方法》

D7766/D7766M-23

《夹层结构抗损伤测试的标准实施规程》

D7956/D7956M-16(2024)

《使用夹层长梁弯曲试样对薄受损层压板进行压缩测试的标准实施规程》

D8067/D8067M-17

《使用相框夹具测定夹层面板面内剪切性能的标准试验方法》

D8285/D8285M-19

《用夹层结构长梁弯曲法测定聚合物基复合材料层压板锥形和阶梯形接头压缩性能的标准实施规程》

D8287/D8287M-22

《受损夹层复合板压缩残余强度性能的标准试验方法》

D8388/D8388M-22

《受损夹层结构弯曲残余强度测试的标准实施规程》

D8453/D8453M-22

《夹层结构开孔弯曲强度的标准实施规程》

D8454/D8454M-22

《夹层结构开孔压缩强度的标准试验方法》

F1645/F1645M-22

《蜂窝芯材中水迁移的标准试验方法》

七、D30.10 土木工程结构用复合材料

该分类聚焦于土木工程领域中使用的复合材料,针对其各类性能测试制定标准,如复合材料棒材的拉伸性能、粘结强度、耐碱性等,为复合材料在土木工程中的安全应用提供了有力的技术保障,推动了复合材料在该领域的规范使用和发展。

标准编号

标准名(中文)

D7205/D7205M-21

《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》

D7290-06(2022)

《土木工程结构应用中聚合物复合材料材料性能特征值评估的标准实施规程》

D7337/D7337M-12(2019)

《纤维增强聚合物基复合材料棒材拉伸蠕变断裂的标准试验方法》

D7522/D7522M-21

《FRP 层压板系统与混凝土或砖石基体粘结的拉拔强度标准试验方法》

D7565/D7565M-10(2017)

《测定用于土木结构加固的纤维增强聚合物基复合材料拉伸性能的标准试验方法》

D7616/D7616M-11(2023)

《测定用于土木结构加固的湿法铺层纤维增强聚合物基复合材料表观搭接剪切强度性能的标准试验方法》

D7617/D7617M-11(2017)

《纤维增强聚合物基复合材料棒材横向剪切强度的标准试验方法》

D7705/D7705M-12(2019)

《混凝土建筑中使用的纤维增强聚合物(FRP)基复合材料棒材耐碱性的标准试验方法》

D7913/D7913M-25

《通过拉拔测试测定纤维增强聚合物基复合材料棒材与混凝土粘结强度的标准试验方法》

D7914/D7914M-21

《纤维增强聚合物(FRP)弯曲棒材弯曲位置强度的标准试验方法》

D7957/D7957M-22

《混凝土增强用实心圆形玻璃纤维增强聚合物棒材的标准规范》

D7958/D7958M-17

《用梁试验评估 FRP 复合材料与混凝土基体粘结性能的标准试验方法》

D8337/D8337M-21

《用单搭接剪切试验评估应用于混凝土基体的 FRP 复合材料粘结性能的标准试验方法》

D8444/D8444M-24

《混凝土板之间用于荷载传递的纤维增强聚合物销钉棒材的标准规范》

D8505/D8505M-23

《混凝土增强用玄武岩和玻璃纤维增强聚合物(FRP)棒材的标准规范》



八、暂无标准的分技术委员会

在 ASTM D30 委员会的分类中,D30.02(研究与力学)、D30.02.05(循环规划)、D30.90(执行)、D30.91(战略规划)这几个分类目前没有有效的标准。这可能是因为这些领域更多侧重于理论研究、规划协调等工作,尚未形成需要标准化的具体测试方法或规范,或者相关标准仍在制定过程中。随着复合材料领域的不断发展,这些分类未来可能会逐步推出相应的标准,以满足行业在研究、规划等方面的标准化需求。


九、结语

ASTM D30 委员会所构建的复合材料标准体系,全面覆盖了从基础术语、成分性能到结构测试、特定领域应用等多个维度,为复合材料行业的规范化发展提供了坚实的技术支撑。这些标准不仅统一了测试方法和评价指标,确保了材料性能数据的准确性和可比性,还为科研创新、生产制造以及工程应用搭建了桥梁,推动了复合材料在航空航天、土木工程、汽车等众多领域的广泛应用与持续进步。