針對(duì)國際上目前主要使用的雙切口拉伸／壓縮式層間剪切試驗(yàn)方法存在的問題，吸收了拉伸與壓縮式試驗(yàn)方法各自的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)試驗(yàn)夾具及試驗(yàn)片形狀與尺寸進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，提出了雙切口開孔拉伸式新的層間剪切強(qiáng)度測試、評(píng)價(jià)方法。以玻璃纖維平紋織物／環(huán)氧樹脂復(fù)合材料層合板為試驗(yàn)材料對(duì)改進(jìn)后的試驗(yàn)方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)及有限元分析。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)表觀層間剪切強(qiáng)度隨槽間距的減小而有增大的趨勢。通過有限元分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了解釋，并確立了可獲得真實(shí)層剪切強(qiáng)度的最佳試驗(yàn)片尺寸。

      玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料以其輕質(zhì)、耐腐蝕及優(yōu)越的成型性等特點(diǎn)，已作為結(jié)構(gòu)材料及功能材料廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。其中，采用織物增強(qiáng)的復(fù)合材料層合板，由于其幾何形狀比較穩(wěn)定，與單向纖維增強(qiáng)的層合板相比，其力學(xué)平衡性較好，面內(nèi)異向性較小，且面內(nèi)剪切強(qiáng)度較高。此外，它還具有加工簡單，制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，顯示出很好的應(yīng)用前景。但層合板的層間剪切強(qiáng)度較低，是設(shè)計(jì)中必須注意的問題。因此，層間剪切強(qiáng)度的測試與評(píng)價(jià)，對(duì)于合理設(shè)計(jì)層合板，提高其層間剪切強(qiáng)度，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍和確保其使用安全性是非常重要的課題。

       關(guān)于層合板層間剪切強(qiáng)度的評(píng)價(jià)方法，雖然已有數(shù)種方法用于層間剪切強(qiáng)度的測試，但都存在一定的問題。在測試斷面上能產(chǎn)生均勻分布的純剪切應(yīng)力的試驗(yàn)方法至今還沒有確立。設(shè)計(jì)者可利用的材料數(shù)據(jù)很少，問題還很多。雙切口拉伸／壓縮式層間剪切試驗(yàn)法，由于其夾具尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單，且易于產(chǎn)生層間剪切破壞，實(shí)驗(yàn)成功率較高，省時(shí)省料。因此，普遍認(rèn)為是用于測定復(fù)合材料層合板層間剪切強(qiáng)度的有效試驗(yàn)方法。但是，采用雙切口拉伸剪切法測定復(fù)合材料層合板的層間剪切強(qiáng)度時(shí)，試驗(yàn)片兩端由夾具握持，若夾持力太大，容易將試驗(yàn)片夾碎；若減小夾持力，夾頭與試驗(yàn)片之間容易打滑，且夾持拉伸會(huì)在剪切面上產(chǎn)生彎曲力矩，使試驗(yàn)片提前發(fā)生破壞，測得的層間剪切強(qiáng)度值偏小。采用雙切口壓縮剪切法測定復(fù)合材料層合板的層間剪切強(qiáng)度時(shí)，需在試驗(yàn)片兩側(cè)設(shè)置擋片用以控制和減小彎曲。當(dāng)側(cè)擋片壓力較小時(shí)，彎曲力矩的影響難以消除；當(dāng)側(cè)擋片壓力較大時(shí)又增加了試驗(yàn)片與側(cè)擋片的摩擦，使得用壓縮剪切法測得的層間剪切強(qiáng)度比用拉伸剪切法測得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大，并且實(shí)驗(yàn)中夾具與剪切面難以保持中心對(duì)齊。因此，兩種加載方式均難以得到材料的真實(shí)數(shù)據(jù)，只能測得表觀層間剪切強(qiáng)度。

       本文針對(duì)雙切口剪切試驗(yàn)存在的問題對(duì)加載方式及試驗(yàn)片形狀與尺寸進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，并通過試驗(yàn)片應(yīng)力分布的有限元計(jì)算對(duì)試驗(yàn)片尺寸進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使剪切面上的剪切應(yīng)力分布盡量趨于均勻，并力求獲得純剪切應(yīng)力，減小夾具本身帶來的影響，以確定獲得材料真實(shí)層間剪切強(qiáng)度的評(píng)價(jià)方法。為正確設(shè)計(jì)復(fù)合材料層合板，保證其使用質(zhì)量和安全性提供理論依據(jù)和測試評(píng)價(jià)方法。

資料下載：   層合板復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法及其改進(jìn)研究.pdf