ГОСТ 25.601-80

Группа Т59


                       М   Е   Ж   Г   О   С   У    Д   А   Р   С   Т   В   Е     Н    Н   Ы   Й          С   Т     А    Н   Д       А   Р   Т


                                       Расчеты и испытания на прочность

                                М ЕТОДЫ М ЕХАНИЧЕСКИХ И СП Ы ТА НИ Й
                        К О М П О З И Ц И О Н Н Ы Х М А ТЕРИ А Л О В С П О Л И М Е Р Н О Й
                                         М А Т Р И Ц Е Й (К О М П О З И Т О В )
                                                                                                                     ГОСТ
                              М етод испытания плоских образцов на растяжение                                     2 5 .6 0 1 — 8 0
                           при нормальной, повышенной и пониженной температурах

                                      Design calculation and strength testings.
                                Methods o f Mechanical testing of Polymeric Composite
                                    Materials Test for Tensile Properties on Plane
                                Specimens at Normal. Elevated and Low Temperatures

                       MKC 19.060_________________________________________________________________________________________

                       Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 авгу ста 1980 г. № 4448 дата введения
                       установлена
                                                                                                                      01.07.81


                            Настоящий стандарт распространяется на полимерные композиционные материалы, армиро­
                       ванные непрерывными высокомодульными углеродными, борными, органическими и другими
                       волокнами, структура которых симметрична относительно их срединной плоскости, и устанавливает
                       метод испытания этих материалов на растяжение при нормальной (20 *С), повышенной (до 180 *С)
                       и пониженной ( —60 *С) температурах.
                            Метод испытания на растяжение стеклопластиков установлен в ГОСТ 11262—80.
                                                                1. С У Щ Н О С Т Ь М ЕТОДА
                             1.1. Метод состоит в кратковременном испытании образцов из композиционного материала
                       на растяжение с постоянной скоростью деформирования, при котором определяют:
                             предел прочности при растяжении ов — отношение максимальной нагрузки FmjLX, предшест­
                       вующей разрушению образца, к начальной плошали его поперечного сечения. МПа;
                             предел пропорциональности оШ1 — отношение нагрузки, при которой происходит отклонение
                       от линейной зависимости между напряжением и деформацией, к плошали начального поперечного
                       сечения образца, МПа;
                             относительное удлинение 5 при разрушении — отношение приращения длины мерной базы в
                       момент разрушения к начальной длине мерной базы, %\
                             модуль упругости     отношение напряжения к соответствующей относительной деформации
                       при нагружении материала в пределах начального линейного участка диаграммы деформирования,
                       МПа;
                             коэффициент Пуассона v - отношение поперечного относительного укорочения к продоль­
                       ному относительному удлинению образна при растяжении в пределах начального линейного участка
                       диа грамм ы деформ ирован ия.
                                                     2. О Б О Р У Д О В А Н И Е Д Л Я И С П Ы Т А Н И Й
                            2.1. Испытания проводят на разрывных и универсальных испытательных машинах, обеспечи­
                       вающих растяжение образца с заданной постоянной скоростью перемещения активного захвата и
                       измерение нагрузки с погрешностью не более 1 % измеряемой величины.

                       Издание официальное                                                                        Перепечатка воспрещена
                              ★
                                                                        Переиздание.

                                                                            200



кружевные воротнички

ГОСТ 2 5 .6 0 1 -8 0 С . 2


     2.2. Захваты испытательной машины должны обеспечивать надежное крепление и точное
центрирование образца (продольная ось образца должна совпадать с направлением действия
растягивающей нагрузки). Для надежного крепления образца при испытании высокомодульных,
высокопрочных композиционных материалов рекомендуется применять захваты с насечкой на
рабочих поверхностях под углом ± 45' с шагом I — 2 мм на длине 100—105 мм.
     2.3. Для проверки соосности приложения нагрузки необходимо
установить и испытать один специальный образец, как минимум, с тремя
наклеенными тензорезисторами (черт. 1): / и 2 — параллельно оси об­
разца на одной его стороне. 3 — по оси образца с противоположной
стороны. Разность показаний тензорезисторов на линейном участке
диаграммы растяжения не должна превышать


                                          ■5 0,02;

                                         5 0.02.

     2.4. Для регистрации деформаций должны использоваться прибо­
ры, обеспечивающие измерение деформаций с погрешностью не более
1 % предельного значения измеряемой величины. Могут быть использо­
ваны механические тензометры, тензопреобразователи сопротивления             Черт. I
или другие приборы, прикрепление которых не создает дополнительных
напряжений или деформаций и не оказывает влияние на определяемые характеристики.
     2.5. Приборы для измерения геометрических размеров образца должны обеспечивать измере­
ние с погрешностью не более ±0,05 мм, если измеряемые размеры меньше 10 мм. и ±0,1 мм, если
измеряемые размеры не менее 10 мм.
                                                   3. О Б Р А ЗЦ Ы

     3.1.     Для испытаний однонаправленных композиционных материалов применяют образцы в
виде полосы прямоугольного сечения с закрепленными на концах накладками (черт. 2). При
определении модулей упругости и коэффициента Пуассона этих материалов могут также использо­
ваться образцы-полоски без накладок (черт. 3.)
                  1                       Ж -З Ь *

       I.
             1н                                *   rit
         1
                        И 750
                                            ^
                                             1
             / — накладка; 2 — образец

                      Черт. 2                                        Черт. 3

     3.2.     Для испытаний композиционных материалов с неоднонаправленной арматурой применя­
ют образцы в виде лопагкн. форма и размеры которых приведены на черт. 4. Допускается исполь­
зование образцов, указанных в п. 3.1.




                                                         201

С. 3 ГОСТ 25.601-80

     3.3. Отклонение образцов от номинальных размеров по ширине и толщине рабочей зоны не
должно превышать 0.05 мм.
     3.4. Расположение арматуры должно быть симметрично относительно срединной плоскости
образца, проходящей через его ось и параллельной плоскости укладки арматуры.
     3.5. Условия изготовления образцов, механическая обработка, место и направление их вырезки
из плит предусматриваются в нормативно-технической документации на композиционные материалы.
     3.6. Образцы должны иметь гладкую ровную поверхность без вздутий, сколов, неровностей,
надрезов, царапин, трещин или других видимых невооруженным глазом дефектов.
     3.7. Накладки для образцов изготовляют из ортогонально армированных стеклопластиков или
других материалов, модуль упругости которых в направлениях, перпендикулярных к оси образца, не
превышает модуль упругости в этих же направлениях материала образца, а относительное удлинение
при разрушении накладок не должно быть меньше относительного удлинения испытуемого мате­
риала. Направление укладки волокон на прилегающей к образцу поверхности накладок должно
совпадать с направлением укладки волокна образца.
     3.8. Рекомендуемая длина накладок /н дтя однонаправленных высокопрочных композитов
составляет 90—100 мм.
     3.9. Накладки при многократном использовании крепятся к образцу с помощью шлифоваль­
ной тканевой шкурки по ГОСТ 5009—82, на поверхность полотна которой приклеивают накладки,
как указано на черт. 5. Рекомендуется использовать клей БФ-2 по ГОСТ 12172—74 тын другие
аналогичные по механическим свойствам. Установка накладок на образец указана на черт. 5.




                           I — н а к л а д к а ; 2 — ш л и ф о н а л ьн ая ш к у р ка: 3 — о б р а sc и :
                                        4 — аб р а к и ш и м сд о й : 5 — сд о и кл ея

                                                            Черт. 5

     3.10. В случае разового использования накладок их приклеивают непосредственно к образцу,
как показано на черт. 2. Для приклейки накладок используют клей. Сдвиговая прочность клея
должна составлять не менее 40 М11Л. Технология приклейки накладок должна быть указана в
нормативно-технической документации на материал образца.
     3.11. Количество образцов, необходимое для определения одной из характеристик п. 1.1 в
заданном направлении композиционного материала одной партии, должно быть не менее пяти. Если
разрушение образца при испытании происходит не от нормальных напряжений или вне рабочей
зоны, то данные в расчет не принимаются и образен заменяется.

                                4.    П О Д ГО ТО ВК А К И С П Ы Т А Н И Ю

     4.1. Кондиционирование образцов проводят в соответствии с техническими условиями или
стандартами на материал. Е с т в этой документации не указаны условия кондиционирования, то перед
испытанием образцы кондиционируют при одной из стандартных атмосфер по ГОСТ 12423—66.
     4.2. При отсутствии в нормативно-технической документации на материал специальных
указаний время от окончания изготовления композиционного материала до испытания должно
составлять не менее 16 ч, включая кондиционирование.
     4.3. Перед испытанием измеряют толщину и ширину рабочей части образна в трех местах: по
краям и в середине. Среднее значение толщины и ширины образца записывают в протокол испытаний
и по ним, с точностью до трех значащих цифр, определяют площадь поперечного сечения образна.

                                  5. П Р О В Е Д Е Н И Е И С П Ы Т А Н И Й

     5.1.      Испытания при нормальной температуре проводят в помещении или закрытом объеме при
температуре и относительной влажности окружающего воздуха или другой среды, указанных в
технических условиях на испытуемый материал. Если таких указаний нет, то испытания проводят
при одной из стандартных атмосфер по ГОСТ 12423—66.
                                                               202

ГОСТ 2 5 .6 0 1 -8 0 С . 4


     Испытания при повышенных и пониженных температурах проводят в термокамерах для
испытательных машин. Температуру испытаний и допускаемые ее колебания определяют в соответ­
ствии с техническими условиями или стандартами на материал, а при их отсутствии — по
ГОСТ 14359-69.
     5.2. При проведении испытаний в условиях повышенных и пониженных температур время,
необходимое для полного прогрева или охлаждения образца до его испытания, должно задаваться
нормативно-технической документацией на испытуемый материал. Если таких указаний нет, то
время выдержки образца при заданной температуре устанавливают не менее 20 мин на I мм его
толщины.
     5.3. Образец в захватах испытательной машины устанавливают так, чтобы их продольные оси
совпали с прямой, соединяющей точки крепления захватов в испытательной машине.
     5.4. Ятя измерений деформации устанавливают механические экстензометры или другие
приспособления (тензорезисторы наклеиваются на образец за 16—24 ч до установки в испытатель­
ную машину).
     5.5. Задают скорость перемещения активного захвата машины 37 (рекомендуемая скорость
перемещения подвижного захвата 5—20 мм/мин).
     5.6. Для определения предела прочности при растяжении, относительного удлинения при
разрушении предела пропорциональности образец равномерно нагружают с заданной скоростью
вплоть до его разрушения.
     5.7. Для определения модуля упругости и коэффициента Пуассона образец равномерно с
заданной скоростью нагружают в пределах начального линейного участка диаграммы деформирова­
ния.
     5.8. Для определения модуля упругости образец нагружают и записывают изменение продоль­
ной деформации образца Д /и л и Д еп в зависимости от нагрузки (см. приложение 1).
     5.9. Для определения коэффициента Пуассона образец нагружают и записывают приращение
продольной Д е,, и поперечной Д е, деформаций образца в заданной его атоскости (см. приложе­
ние 2).
     5.10. Для определения относительного удлинения при разрушении и предела пропорциональ­
ности образец нагружают и записывают изменение продольной деформации в зависимости от
нагрузки (см. приложение 3).
     5.11. Для определения предела прочности при растяжении образец нагружают и записывают
наибольшую нагрузку Fmax, которую выдержал образец.

                                6. О БРА Б О Т К А РЕЗУ Л ЬТА ТО В

    6.1. Предел прочности при растяжении, (о„) МПа, определяют по формуле



где FmiX — максимальная нагрузка, предшествующая разрушению образца, Н;
       b — ширина образца, мм;
       Н — толщина образца, мм.
     6.2. Предел пропорциональности при растяжении (спц), МПа, определяют по формуле



где / П11 — нагрузка, соответствующая пределу пропорциональности. Н.
       П р и м е ч а н и е . Методика определения нагрузки Fnu дана в ГОСТ 9550—81.
      6.3. Относительное удлинение при разрушении (6), %, определяют по формуле

                                           5 ау      100.

где Д / - абсолютное удлинение расчетной длины образца при разрушении, мм;
      / — начальная расчетная длина образца, мм.
                                               203