ISO 18352-2009 冲击后压缩试验 —— 标准概述、试样制备与状态调节
1. 标准概述与适用范围
ASTM D7136/D7136M-20《落锤冲击试验中复合材料的抗损伤力测试》是多向聚合物基复合材料层合板损伤容限测试体系的核心标准之一。易受集中的面外冲击力损伤是许多由先进复合材料层压板制成的结构的主要设计问题之一,了解层合复合板的抗损伤性能有助于产品开发和材料选择-21。该标准的核心原理为:使用带有半球形冲击头的落锤装置对矩形复合板施加面外集中冲击,冲击前根据冲击头质量与下落高度确定冲击势能,抗损伤性能根据试样中产生的损伤尺寸和类型进行量化-2。
该标准可用于以下目的:定量确定铺层顺序、纤维表面处理、纤维体积分数变化以及加工和环境变量对特定复合材料层压板抗冲击损伤能力的影响;定量比较不同组分复合材料的抗损伤参数的相对值;在随后的损伤容限试验(如ASTM D7137冲击后压缩试验)中对试样施加损伤-21。
2. 层合板铺层与试样尺寸要求
层合板须为多向铺层形式,可接受的测试层压板和厚度范围在标准第8.2节中定义-2。铺层须关于测试方向对称且平衡,典型铺层顺序为多向铺层构型(如[(+45/0/-45/90)ₙ]ₛ等),铺层数量一般不少于16层。
试样形状为矩形平板,尺寸为150 mm × 100 mm(6 in × 4 in),长宽尺寸公差为±0.25 mm。试样加工可采用水冷金刚石切割或水射流切割,边沿须平直、无毛刺、无分层缺陷。厚度测量精度须达到±0.01 mm,测量位置取试样中心区域至少三点测量值的平均值。
3. 冲击夹具与试样支撑
冲击夹具用于在冲击试验过程中支撑试样,提供简支边界条件。冲击夹具为带有矩形开口的刚性平板,开口尺寸须与试样匹配,以确保试样在冲击过程中受到多轴弯曲应力状态。
夹紧方式:试样放置于夹具开口上方,在四个角附近使用气动夹持或重物压边方式约束试样,夹紧力须足够大以防止试样在冲击过程中滑动或弹跳,但须避免因过度夹紧导致试样产生初始应力或变形。
4. 试样数量要求
为获得具有统计意义的抗损伤性能数据,每个材料/铺层/厚度组合至少测试5个有效试样。因冲击响应的固有变异性,试样数量宜适当增加以保证统计稳定性。当冲击后压缩(CAI)与冲击损伤引入采用同一试样时,冲击阶段的有效试样数量与压缩阶段的有效试样数量须保持一致。
5. 状态调节
试样须按ASTM D5229/D5229M程序C进行状态调节至吸湿平衡:温度23±3℃,相对湿度50±10%。若无法达到吸湿平衡,至少调节不少于14天。冲击试验与压缩试验(如后续进行CAI)的环境条件须保持一致,状态调节完成后若未立即测试,应存放于密封干燥容器中,并在规定时间内完成测试。
6. 记录信息
报告须记载:材料牌号与供应商、纤维类型与规格、树脂体系、铺层顺序(名义铺层及各层取向)、名义厚度、纤维体积分数(%)、试样几何尺寸、状态调节条件、环境温湿度记录、外观缺陷检查结果。




