摘 要

本文将介绍用于复合材料拉伸性能测试的ASTM D3039五个注意事项。

ASTM D3039测试方法是聚合物基复合材料拉伸测试的最佳选择，因为它适用于的领域非常广泛，可用于确定拉伸强度、模量和泊松比的设计允许值。

此外，ASTM D3039可用作复合纤维外包覆应用的质量控制工具。在这些应用中，复合材料覆盖层应用于混凝土柱，并在现场进行养护，以进行抗震加固。ASTM D3039测试应用的抗拉强度，可以提供证据证明立柱已按照制造商的标准进行加固。

ASTM D3039标准的诞生

几十年前，复合材料生产商面临一个问题：当需要测试其产品的强度和安全性时，唯一可用的测试方法是塑料行业制定的标准。因此，各个航空航天公司制定了自己的专有标准来满足其需求。

为了获得代表材料的拉伸性能，并努力实现行业标准化，ASTM D30委员会制定了ASTM D3039，这是聚合物基复合材料拉伸试验的共识标准。自20世纪70年代以来，本规范已发展成为当今使用的最流行的复合材料拉伸试验标准。

五个注意事项

在开始使用ASTM D3039测试标准进行测试之前，需要考虑一些因素，包括材料类型、面板厚度、试样加工以及适当的测试控制。

1、了解适用的材料类型

ASTM D3039测试方法专门针对连续纤维增强聚合物基复合材料（即含有增强纤维如碳纤维、芳纶纤维等的聚合物材料）。基体材料包括环氧树脂、双马来酰亚胺（BMIs）、聚酰胺和热塑性塑料（如PEEK）。

如果材料不是连续纤维增强，那么ASTM D638通常是一种更合适的测试方法。同样，陶瓷基复合材料通常按照ASTM C1359进行测试，而金属基复合材料则按照ASTM E8进行测试。

2、试样厚度

ASTM D3039试样通常由平板固化板加工而成。理想情况下，面板应介于0.040英寸和0.200英寸之间，具体取决于铺层设计。

如果材料厚度较厚，试样在达到材料的真实抗拉强度之前可能在夹持区域或内部发生剪切破坏。如果样品厚度较小，试样都会受到其他环境因素的影响，如夹具上的表面应力。

3、试样加工

正确加工ASTM D3039试样对于获得具有低分散性的材料代表性结果至关重要。试样为矩形，横截面厚度均匀。

最佳做法是打磨每个试样的边缘，以确保平行度和良好的表面光洁度。加工时，纤维方向必须要控制在0.5度范围内。

4、试样的标签

为了准确测定复合材料的抗拉强度，量规区域必须具有几乎均匀的应力分布。使用端部凸耳有助于以均匀的方式将载荷从夹具引入试样。

通过仔细对齐的液压夹具和适当的夹持面，可以更有效地测试编织复合材料、90度胶带和+/-45度铺层，而无需使用贴片。零度胶带薄片试样最好用锥形片进行测试。无论所使用的凸耳类型如何，试验机夹具都应伸出试样凸耳的末端。

5、测试对准和控制

试验机夹具对准对于通过ASTM D3039试验获得准确结果也至关重要。通常使用液压加载夹具。夹具的对齐通过使用一根带有9个应变计的杆调整和验证，确保载荷完全是拉伸的而没有弯曲。

应变可以用校准的引伸计或应变计测量。双轴应变测量用于获得泊松比。整个载荷系可在环境室中加热或冷却，因此可从低温到材料降解温度表征拉伸性能。