航空非金属材料性能测试技术

1基础知识001

1.1复合材料的特点及其分类001

1.1.1复合材料的定义001

1.1.2复合材料的特点002

1.1.3复合材料的分类004

1.1.4单层、单向板与层合板005

1.1.5复合材料的性能与材料形式006

1.2复合材料的组成及其成型工艺006

1.2.1复合材料的组成006

1.2.2复合材料成型工艺012

1.3复合材料测试基础017

1.3.1复合材料性能测试的基本要求017

1.3.2复合材料性能测试的一般过程018

1.3.3试验数据处理019

1.3.4名词与术语020

2组分材料的实验表征027

2.1纤维试验027

2.1.1纤维物理性能027

2.1.2纤维拉伸性能029

2.2基体材料试验032

2.2.1树脂基体化学组分分析032

2.2.2树脂基体固化反应特性分析033

2.2.3树脂基体物理性能033

2.2.4树脂基体力学性能035

2.3预浸料试验041

2.3.1树脂含量041

2.3.2纤维面密度044

2.3.3挥发分含量045

2.3.4树脂流动性046

2.3.5凝胶时间047

2.3.6黏性/铺覆性048

2.3.7吸湿量049

2.3.8玻璃化转变温度050

3复合材料的物理性能试验051

3.1纤维增强塑料的密度和相对密度试验方法051

3.1.1试验原理052

3.1.2试验设备052

3.1.3试样052

3.1.4试验要点052

3.1.5结果计算053

3.1.6结果讨论053

3.2树脂含量测试053

3.2.1相关标准054

3.2.2试验原理054

3.2.3仪器054

3.2.4试样054

3.2.5试验要点054

3.2.6结果计算055

3.3复合材料层合板纤维体积含量和孔隙率（显微镜法）056

3.3.1试验原理056

3.3.2试验设备056

3.3.3试样057

3.3.4试验要点057

3.3.5结果计算058

3.4热导率的测定059

3.4.1相关标准060

3.4.2试验原理060

3.4.3试验装置060

3.4.4试样061

3.4.5试验要点061

3.4.6结果计算061

3.5平均比热容试验方法061

3.5.1相关标准062

3.5.2试验原理062

3.5.3试样063

3.5.4试验过程063

3.5.5结果计算064

3.6平均线膨胀系数试验064

3.6.1相关标准065

3.6.2试验原理065

3.6.3试样与试验装置065

3.6.4试验要点065

3.6.5结果计算065

3.6.6讨论066

3.7复合材料吸湿相关的测试方法066

3.7.1湿扩散过程066

3.7.2材料耐水性的试验表征067

3.7.3讨论068

4复合材料层合板的基本力学性能069

4.1单向层合板拉伸试验070

4.1.1试验原理070

4.1.2试样070

4.1.3加强片072

4.1.4夹持与加载073

4.1.5加载对中性074

4.1.6试验过程075

4.1.7数据处理076

4.1.8讨论077

4.2压缩试验方法与测试技术077

4.2.1压缩试验原理077

4.2.2常用压缩试验方法比较077

4.2.3试样准备083

4.2.4试验过程083

4.2.5数据处理084

4.2.6结果分析084

4.3面内剪切试验084

4.3.1剪切试验方法概述084

4.3.2几种常见剪切试验方法086

4.4弯曲试验094

4.4.1原理与装置095

4.4.2弯曲试验方法跨距选取095

4.4.3试样及试样准备096

4.4.4试验过程096

4.4.5结果计算097

4.4.6分析与讨论097

4.5层间剪切试验098

4.5.1短梁剪切法098

4.5.2双开槽剪切法100

4.5.3双V形槽剪切101

4.6织物增强复合材料及测试101

4.6.1拉伸试验方法102

4.6.2压缩试验方法103

4.6.3面内剪切试验方法103

4.6.4开孔拉伸与开孔压缩103

5断裂韧度与损伤评定方法105

5.1开孔拉伸及压缩试验105

5.2层间断裂韧度GC试验107

5.2.1层间断裂韧度GC试验的基本原理107

5.2.2试验条件108

5.2.3试验步骤108

5.2.4结果分析108

5.3复合材料层间断裂韧度试验109

5.3.1复合材料Ⅰ型层间断裂韧度GⅠC试验109

5.3.2复合材料层间断裂韧度GⅡC试验111

5.4复合材料层合板冲击损伤及剩余压缩强度评价试验方法112

6夹层结构及芯材的性能测试118

6.1概述118

6.1.1夹层结构试样制备的一般要求118

6.1.2试验条件119

6.1.3性能测量119

6.1.4试验设备与变形测量装置120

6.2芯材胶条分离强度的测试120

6.2.1基本原理120

6.2.2试样及试验装置121

6.2.3试验概述及注意事项122

6.2.4结果计算122

6.2.5影响因素分析122

6.3夹层结构或芯子密度试验123

6.3.1试样及试验装置123

6.3.2试验概述及注意事项123

6.3.3结果计算124

6.3.4影响因素分析124

6.4夹层结构或芯子平压性能试验125

6.4.1基本原理125

6.4.2试样及试验装置125

6.4.3试验概述及注意事项126

6.4.4结果计算126

6.4.5影响因素分析127

6.5夹层结构的平拉性能试验128

6.5.1基本原理128

6.5.2试验设备与装置128

6.5.3试样129

6.5.4试样制备129

6.5.5试验概述及注意事项130

6.5.6结果计算130

6.5.7 影响因素分析130

6.6夹层结构的侧压试验131

6.6.1基本原理131

6.6.2试样131

6.6.3试样装置131

6.6.4试验概述及注意事项132

6.6.5计算132

6.6.6影响因素分析133

6.7夹层结构或芯子剪切性能试验133

6.7.1基本原理134

6.7.2试验装置134

6.7.3试样135

6.7.4试样制备135

6.7.5试验概述及注意事项136

6.7.6结果计算136

6.7.7影响因素分析137

6.8夹层结构弯曲性能试验137

6.8.1基本原理137

6.8.2试验设备及装置138

6.8.3试样139

6.8.4试验概述及注意事项139

6.8.5结果计算140

6.8.6影响因素分析142

6.9夹层结构滚筒剥离试验142

6.9.1基本原理142

6.9.2试验装置142

6.9.3试样143

6.9.4试验概述144

6.9.5结果计算144

6.9.6影响因素分析145

7相关标准146

参考文献152

本书系统介绍了复合材料的种类、结构、制备、性能、用途等基础知识和工艺特征、性能测试等专业知识，重点描述了材料的性能测试方法，包括试验原理、试验方法、操作步骤要求、数据处理、试验异常处理等，试验方法基本覆盖了航空、航天对该材料要求的各项性能，并与国外相应的试验方法进行了比较；性能测试从原理入手，对设备和试样要求、试验步骤、数据处理及影响因素进行阐述。旨在提高检测人员的检测水平和对实验数据处理、分析能力。
本书是系统学习航空非金属性能检测方法的培训教材，其知识结构和深度也符合了HB7475中II级资格证的要求。适用于复合材料技术人员，尤其是检测人员阅读。

本书编著者均为中航工业内科研院所及飞机、发动机厂的专业人员，有着20多年从事航空非金属材料性能测试的技术、学术实践和培训教学经验。是“中国航空工业集团公司检测及焊接人员资格认证管理中心”下属的中航工业非金属性能鉴定委员会，组织中航工业内科研院所及飞机、发动机厂的专业人员共同完成的一套五卷本非金属材料性能测试技术培训教材，旨在提高检测人员的检测水平和对实验数据处理、分析能力。内容实用，可操作性强。