ASTM D3039 聚合物基复合材料的拉伸性能

ASTM D3039 是广泛使用的用于确定复合材料拉伸性能的标准。更具体地说，该标准适用于由连续或不连续高模量纤维增强的聚合物基体组成的复合材料。
由于其高强度重量比，这些类型的复合材料通常用于航空航天、汽车和可再生能源应用。

本指南介绍了 ASTM D3039 测试的关键要素，包括所需的设备、软件和样品。
ASTM D3039 测量什么？
ASTM D3039 测试包括向样本（试样）施加拉力并测量各种特性。测试在万能试验机（也称为拉伸试验机）上进行，标准包含英寸-磅和 SI 单位。

关键测量包括：
极限拉伸强度 – 施加的最大应力（通常在断裂时）
极限拉伸应变——断裂应变
拉伸模量 – 材料刚度
泊松比 – 横向应变与纵向应变的变化之比
过渡应变 – 如果材料表现出屈服行为，如应力-应变响应中的斜率变化所示，则过渡应变是发生斜率变化时的应变值
失效模式 – 必须检查破损样本并记录其失效类型、面积和位置

ASTM D3039 是正确的标准吗？
ASTM D3039 是表征复合材料拉伸性能的最基本测试之一。然而，还存在其他标准来评估各向异性和异质复合材料的许多不同机械性能，包括：

用于压缩测试的 ASTM D3410 和 ASTM D6641
ASTM D3518 用于面内剪切测试
Instron Bluehill Universal 软件中的复合材料应用模块包括符合 ASTM D3039 和许多其他标准的预配置测试方法。查看可用方法模板的完整列表。

标本类型
ASTM D3039 样品为矩形，具有恒定的横截面。
该标准包括 0⁰ 单向、90⁰ 单向、平衡和对称以及随机不连续材料类型的推荐样本几何形状。
ASTM D3039 可用于连续和不连续纤维增强材料，但层压板样品的铺层必须相对于测试方向平衡且对称，以确保样品在负载下不会扭曲或扭曲。

样本标签
复合材料测试中的常见做法是使用拉片来保护样本材料免遭夹具损坏。 ASTM D3039 不需要标签，但建议在测试单向材料时使用标签。
拉片可以粘合到样品上或通过摩擦固定到位（例如砂布）。

样品测量
测试前，必须测量样品的横截面积。这是通过测量标距部分内三个位置的宽度和厚度并对测量值取平均值来完成的。

样品测量装置
当一个或两个表面不规则时，需要带有球接口的千分尺来测量厚度。
如果两个表面都是平坦的，则可以使用具有球形或平坦接口的千分尺。
使用带有平砧的卡尺或千分尺测量样品宽度。
最佳实践：为了消除输入错误的可能性并提高效率，请使用能够将测量结果直接传输到测试软件的自动样本测量设备。
Bluehill Universal 中的自动样本测量设备功能允许操作员同时连接最多两个设备（千分尺或卡尺）。

夹具和样本对齐
用于固定复合材料样本的拉伸夹具必须提供足够强且均匀的压力，以防止样本在测试过程中滑动。

推荐握把
精密手动楔形夹具
液压楔形夹具
两种夹具类型均提供可靠的夹紧力，并采用移动体设计，可最大限度地减少加载样品时的压缩力。