ГОСТ 25.604-82

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

                               МЕТОДЫ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ
                           КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОЛИМЕРНОЙ
                                   МАТРИЦЕЙ (КОМПОЗИТОВ)
                                                                                                            ГОСТ
                              Метод испытания на изгиб при нормальной, повышенной                       2 5 .6 0 4 —82
                                          и пониженной температурах

                                       Design calculation and strength testings. Methods
                                        of Mechanical testing o f Polymeric Composite
                                       Materials. Test for Bending Properties at normal,
                                                elevated and low temperatures

                          MKC 19.060

                          Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22 октября 1982 г. № 4035 дата введения
                          установлена
                                                                                                                        01.01.84
                          Ограничение срока действия снято но протоколу N? 3—93 Межгосударственного совета по стандартизации,
                          метрологии и сертификации (ИУС 5-6—93)


                               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 изгиб при нормальной (20 *С), повышенной (до 180 *С) и
                          пониженной (до минус 60 "С) температу рах.
                               Метод испытания на изгиб стеклопластиков установлен в ГОСТ 4648—71.
                                                                   1. НАЗНАЧЕНИЕ МЕТОДА
                               1.1. Метод испытаний образцов из композиционного материала на изгиб состоит из опреде­
                          ления:
                               предела прочности при изгибе — отношения максимального изгибающего момента в момент
                          разрушения образца к моменту сопротивления сечения при изгибе;
                               модуля упругости при нагружении образца в пределах пропорциональности прогиба от нагруз­
                          ки;
                               зависимости прогиба от нагрузки при нагружении образна вплоть до разрушения.
                                                          2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ
                               2.1. Испытания проводят на любой испытательной машине, обеспечивающей: нагружение на
                          изгиб с заданной постоянной скоростью перемещения активного захвата, измерение нагрузки с
                          погрешностью не более 1 % измеряемой величины, возможность регулирования скорости нагруже­
                          ния образца.
                               2.2. Машина должна быть снабжена траверсой, по которой могут перемешаться две опоры, и
                          наконечником, создающим нагрузку в случае испытания па поперечный изгиб (черт. I). При
                          испытании на чистый изгиб машина должна быть обеспечена двумя траверсами, на каждой из
                          которых могут перемешаться по две опоры (черт. 2).



                          Издание официальное                                                            Перепечатка воспрещена
                                 ★
                                                                             Переиздание.

                                                                                  234



геодезические изыскания

ГОСТ 2 5 .6 0 4 -8 2 С . 2




                                                                                                   Ml


                                                               > Ч " 'Ч I i 1 | '—   i 1
                                                                v js га is s ts м я w


                                                                             Черт. 2

      2.3. Радиус закругления краев опор должен составлять (2.0 ±1.0) мм. а наконечника —
(5 ± 1,0) мм. Поверхности опор и наконечника должны быть обработаны не грубее Ra - 0,63 мкм
(ГОСТ 2789—73) и закалены. Их твердость должна быть не менее 40 HRC.
      2.4. Траверса должна обеспечивать неподвижность опор при испытаниях и иметь цену деления
шкалы 1 мм, позволяющей устанавливать опоры на заданном расстоянии.
      2.5. Допускаемые отклонения от параллельности поверхностей опор и опорной поверхности
наконечника в горизонтальной плоскости — 0,05 мм.
      2.6. Для измерения прогиба образца используют приборы и приспособления с погрешностью
не более ± 2 % измеряемой величины.
      2.7. Для измерения прогиба образца используют приборы, обеспечивающие автоматическую
запись «нагрузка-прогиб», а также цифровые индикаторы или преобразователи деформаций, пред­
ставляющие собой работающие на изгиб тонкие стальные консольные баночки с наклеенными
тенэорезисторами, и другие приборы.
      2.8. В качестве регистрирующей аппаратуры при использовании консольных баночек приме­
няют осциллографы, двухкоординатные самопишущие потенциометры и другие приборы, обеспе­
чивающие регистрацию прогиба с точностью, указанной в п. 2.6.
      2.9. Преобразователи деформаций перед испытанием должны быть отградуированы с погреш­
ностью не более ± I % измеряемой величины.
      2.10. Для измерения размеров образца используют приборы с погрешностью не более ± 0,05 мм.
      2.11. Испытания при повышенных (пониженных) температурах проводят на машинах, обору­
дованных термокриокамерамн. которые обеспечивают равномерный прогрев (охлаждение) образца
до заданной температуры и сохранение последней на протяжении всего времени испытания.
Допускаемые колебания температуры определяют в соответствии с техническими условиями или
стандартами на материал, а при их отсутствии — по ГОСТ 14359—69.
      2.12. Для охлаждения камер используют твердую углекислоту, жидкий азот или фреон 22 и
другие вещества.
                                         3. О Б Р А ЗЦ Ы
     3.1.     Для определения максимальных напряжений при изгибе, модуля упругости и установления
зависимости прогиба от нагрузки при нагружении образца вплоть до разрушения используют образец
в виде полосы прямоугольного сечения, форма и размеры образца указаны на черт. 3.

                                 *
                                             \             3      *о



                                             Черт. 3

                                                 235

С . 3 ГО С Т 2 5 .6 0 4 -8 2


     3.2. Образцы формируют или вырезают из плит в направлении главных осей ортотропии
материала. Расположение арматуры должно быть симметрично относительно срединной плоскости
образца, проходящей через его ось и параллельной плоскости укладки арматуры. Способ и режим
изготовления образцов указываются в нормативно-технической документации на материал.
     3.3. Образцы должны иметь гладкую ровную поверхность не грубее Ra = 20 мкм по
ГОСТ 2789—73, без вздутий, сколов, трещин, расслоений и других дефектов, заметных невооружен­
ным глазом.
     3.4. Отклонение образцов от номинальных размеров по ширине и толщине образна не должно
превышать 0,05 мм.

                               4. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

      4.1. Перед испытанием образцы кондиционируют по ГОСТ 12423—66, если в нормативно-тех­
нической документации на композиционные материалы не указаны особые условия кондициони­
рования.
      4.2. Время от окончания изготовления формованных образцов пли композиционного материа­
ла, из которого они вырезаются, до испытания образцов, включая и время на их кондиционирование,
должно состаалятъ не менее 16 ч.
      4.3. Перед испытанием проводят нумерацию образцов краской или мягким карандашом.
Измеряют толщину образца с погрешностью до 0,05 мм и ширину до 0,10 мм в трех местах его
рабочей части. Определяют среднеарифметические значения толщины и ширины образца и резуль­
таты записывают в протокол испытаний.

                                5. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

      5.1. Испытания при нормальной температуре проводят в помещении или закрытом обломе 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.
      Испытания при повышенных и пониженных температурах проводят в специально предусмот­
ренных термокриокамерах. Температуру испытаний и допускаемые ее колебания определяют в
соответствии с техническими условиями или стандартами на материал, а при их о т с у т с т в и и — 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 образна при заданной температуре устанавливают не менее 20 мин на I мм его
толщины.
      5.3. Перед испытанием на поперечный изгиб на испытательной машине устанавливают нако­
нечник с траверсой и опорами. На опоры кладут специально изготовленную стальную балочку и
регулируют опоры и наконечник по ней так, чтобы допускаемое отклонение от параллельности
поверхностей соответствовало условиям п. 2.5. Перед испытанием на чистый изгиб на испытатель­
ной машине устанавливают траверсы с опорами и добиваются необходимой параллельности опорных
поверхностей.
      5.4. При определении модуля упругости, предела прочности и установлении зависимости
прогиба от нагрузки в случае испытаний на поперечный изгиб устанавливают расстояние между
опорами / = 40 h х 1,0 мм (см. черт. 1).
      5.5. При определении модуля упругости в случае испытаний на чистый изгиб устанавливают
/ = (100 ± 1) мм. с = 20 мм (см. черт. 2).
      5.6. Расстояние между опорами измеряют с погрешностью не более 0,2 мм.
      Устанавливают и закрепляют приборы для измерения прогиба в середине пролета.
      5.7. Устанавливают образец широкой стороной на опоры и приводят в соприкосновение с его
верхней поверхностью нагружающий наконечник. Определяют прилегание образца к опорам по­
верхности наконечника. Если зазор между образцом и опорными поверхностями превышает
значение, указанное в п. 2.5, то его заменяют другим.
      5.8. Устанавливают скорость перемещения нагружающего наконечника согласно данным
технических условий на материал. При отсутствии этих данных скорость перемещения наконечника
принимают равной 5+20 мм/мин.
                                                236

ГОСТ 2 5 .6 0 4 -8 2 С . 4


      5.9. При определении модуля упругости нагружают образен с заданной постоянной скоростью
и записывают значения прогибов и соответствующих нагрузок. При отклонении диаграммы от
линейной испытания прекращают и образец разгружают.
      5.10. При установлении зависимости прогиба от нагрузки образец нагружают с заданной
постоянной скоростью, непрерывно записывая прогиб и нагрузку вплоть до разрушения образца
(см. приложение 1).
      5.11. При определении предела прочности записывают максимальную нагрузку, предшествую­
щую разрушению образца.
      5.12. При определении модуля упругости нагружение образца может осуществляться ступен­
чато или непрерывно до нагрузок, не превышающих 50 % разрушающих. При непрерывном
нагружении используют автоматическую запись прогиба и нагрузки. В случае ступенчатого нагру­
жения измерение прогиба осуществляется при каждом значении нагрузки. Число ступеней должно
быть не менее четырех. Рекомендуемое значение их величин составляет 5 %—10 % максимальной
нагрузки, предшествующей разрушению образца.
                               6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
    6.1. Модуль упругости при поперечном изгибе £'Ц , МПа, вычисляют по формуле
                                               д FP
                                          11 4b hl Aw
где AF — приращение нагрузки. МН;
       / — расстояние между опорами, мм;
   Ь, h — ширина и высота образца, мм;
    Aw — приращение прогиба в середине образца, мм. соответствующее изменению нагрузки на ДF .
      6.1.1. Значение прогиба при использовании преобразователя деформаций (консольных сталь­
ных балочек) определяется как
                                            и1= w*K,
где и’* — показание регистрирующего прибора;
      К — тарнровочный коэффициент.
      6.2. Модуль упругости при чистом изгибе £*, МПа, вычисляют по формуле

                                             4 Ь h1 Aw ’

где с — расстояние между крайними опорами (см. черт. 2), мм.
      6.3. Предел прочности при поперечном изгибе о" . МПа, вычисляют по формуле
                                             USFm al
                                        с»         т—
                                                ь ti­
me FmiX — максимальная нагрузка, предшествующая разрушению образца. МН.
     6.4. Статистическую обработку результатов испытаний проводят по Н ГД. Не рекомендуется
принимать в расчет отдельные значения определяемых показателей, не укладывающихся в границах
доверительного интервала при величине доверительной вероятности 0,95. При окончательном
подсчете число образцов должно быть не менее 5.
     6.5. Форма протокола испытаний дана в приложении 2.




                                             237