碳纤维复丝拉伸性能试验研究

摘 要：本文介绍使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机，配合气动双推拉伸夹具及Reliant高精度轴向引伸计，根据《GB T3362-2017 碳纤维复丝拉伸性能试验方法》，进行了碳纤维复丝的拉伸试验实例，试验结果表明，使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机能够完全对应碳纤维复丝拉伸强度及弹性模量试验。关键词：鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机   碳纤维复丝   拉伸试验碳纤维增强聚合物复合材料（CFRP）是一种轻质坚固的材料，相比传统的FRP复合材料以及金属材料，碳纤维复合材料不仅重量更轻，而且每单位重量CFRP复合材料更坚固，更硬。正因碳纤维复合材料的优异的综合性能，其在导弹、空间平台和运载火箭，航空器，先进舰船，轨道交通车辆，电动汽车，卡车，风电叶片，燃料电池，电力电缆，压力容器，铀浓缩超高速离心机，特种管筒，公共基础设施，医疗和工业设备，体育休闲产品，以及时尚生活用具等十八个领域均有实际及潜在的应用。复丝是指化学纤维长丝的一种。是由多孔喷丝板纺出的细丝并合而成的有捻或无捻丝束，其中碳纤维复丝的断裂伸长较小，属于脆性材料，碳纤维复丝的拉伸强度以及拉伸模量可以通过将浸胶固化后的碳纤维复丝试样拉伸至破坏，通过试验机上的力值传感器和引伸计测定碳纤维复丝样品的在拉伸过程中的力值及应变值的变化，并通过试验软件的计算得到相应的拉伸性能数据。本次应用实例使用电子万能材料试验机配合气动拉伸夹具及高精度轴向引伸计，对碳纤维复丝进行拉伸强度及拉伸模量的测定，确保测试稳定，数据准确，为碳纤维复合材料的研究及应用提供可靠的应用支持。同时由于碳纤维材料在破坏时，会有破碎飞溅及产生含碳的粉尘，可能会对人员造成伤害，或进入设备造成短路风险，本次试验设备配有专门为碳纤维材料力学试验的防护罩，可有效防止以上现象，带有专门的清洁孔，便于试验后样品集中清理，真正做到安全效率，大大提升了用户体验。本篇报告参照《GB T3362-2017 碳纤维复丝拉伸性能试验方法》进行试验，样品数量5个，形状尺寸如下:  1.试验部分  1.1仪器与夹具BOYI 2025-001 电子万能试验机气动双推拉伸夹具   Reliant高精度轴向引伸计Smartest软件1.2分析条件试验温度：室温20℃左右载荷传感器：1kN（0.5级） 加载试验速率：10mm/min夹具间距：150mm图2 BOYI 2025-001 电子万能试验机1.3样品及处理本次试验，选取1组5根标准碳纤维复丝试样，横截面积为0.1253mm2。图3 试样实物图片2试验介绍使用BOYI 2025-001电子万能试验机进行试验，设定夹具间距为150mm，将样品分别夹持在上下夹具中，施加约12~15N(破坏载荷的5%左右)，将固定标距为50mm的高精度轴向引伸计夹持在试样中部，去除标距定位杆，在初始力为20N的时候将引伸计清零，以10mm/min的加载速率进行试验。测量拉伸过程中的力值、引伸计变形值及横梁位移数值，拉伸至超过0.3%应变后软件自动暂停加载并等待，移除引伸计后并点击继续试验，直至试样断裂，根据获得的数据自动计算出拉伸强度、断裂伸长率及拉伸模量并生成拉伸曲线。图4 测试系统图（主机、夹具、引伸计）3.结果与结论3.1试验结果：具体试验结果如下表1所示。表1. 试验结果3.2试验曲线：从上述数据及试验曲线可以看出，整个测试过程中拉伸试样夹持良好，无打滑及异常断裂现象。从应力应变曲线及结果可以看出，模量数值非常接近，曲线重合度再现性良好，满足GB/T 3362的要求。从本次试验结果可以体现出鲲鹏BOYI 2025-001电子万能试验机的高精度及高稳定性。4.结论综上所述，鲲鹏BOYI 2025-001 电子万能试验机、气动双推拉伸夹具及高精度轴向引伸计，可以完全满足《GB T3362-2017 碳纤维复丝拉伸性能试验方法》标准要求，高效高质完成试验。通过高精度高采样率的测试系统，可以获得碳纤维复丝各项力学数据，且稳定可靠，这对于碳纤维复合材料的技术发展非常重要，能够为企业的产品研发、品质管理，以及该行业的标准化、规范化提供数据支持与技术保障。