МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

ГОСТ

32656—

2014

(ISO 527-4:1997, ISO 527-5:2009)

КОМПОЗИТЫ ПОЛИМЕРНЫЕ

Методы испытаний. Испытания на растяжение

(ISO 527-4:1997, MOD)

(ISO 527-5:2009, MOD)

ГОСТ 32656-2014

Предисловие

Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    РАЗРАБОТАН Объединением юридических лиц «Союз производителей композитов»

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 063 «Стеклопластики, стекловолокно и изделия из них»

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 28 марта 2014 г. № 65-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК(ИС0 3166) 004-97 Код страны по МК(ИС0 3166) 004-97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации Армения AM Минэкономики Республики Армения Азербайджан AZ Азстандарт Беларусь BY Госстандарт Республики Беларусь Киргизия KG Кыргызстандарт Россия RU Росстандарт Таджикистан TJ Т аджикстандарт

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 мая 2014 г. № 470-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32656-2014 (ISO 527-4:1997, ISO 527-5:2009) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 01 сентября 2015 г.

5    Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международнымстандартам ISO 527-4:1997 Plastics-Determination of tensile properties - Part 4: Test conditions for isotropic and orthotropic fibre-reinforced plastic composites (Пластмассы. Определение механических свойств при растяжении. Часть 4. Условия испытаний для изотропных и ортотропных пластических композиционных материалов. армированных волокнами). ISO 527-5:2009 Plastics - Determination of tensile properties - Part 5: Test conditions for unidirectional fibrereinforced plastic composites (Пластмассы. Определение механических свойств при растяжении. Часть 5. Условия испытаний пластических композиционных материалов. армированных однонаправленными волокнами)лутем внесения модификаций различного типа:

-    изменения содержания положений, элементов:

• исключения отдельных положений;

-    изменения структуры.

Перевод с английского языка (еп).

Официальный экземпляр международного стандарта, на основе которого разработан настоящий межгосударственный стандарт, имеется в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

Текст измененных положений, элементов выделен в стандарте одиночной вертикальной полужирной линией на полях слева (четные страницы) или справа (нечетные страницы) от соответствующего текста. Содержание измененных положений, элементов международных стандартов приведено в приложениях В и Г.

Измененные фразы, словавы делены в тексте курсивом.

В настоящий стандарт не включены подраздел 6.5 и раздел 11 примененного международного стандарта1БО 527-4, а также раздел 11 примененного международного стандарта ISO 527-5. Содержание исключенных положений приведено в приложениях Д и Е.

Дополнительные положения приведены в 6.4. 3.5и примечании к 3.3 и заключены в рамки из тонких линий. Дополнительные положения приведены с целью установления требований к записи результатов измерений, а также в качестве справочной информации.

ГОСТ 3265S—2014

Сравнение структуры международного стандарта со структурой настоящего стандарта приведено в приложении Ж.

Ссылки на международные стандарты, которые приняты в качестве межгосударственных стандартов, заменены в разделе «Нормативные ссылки» и тексте стандарта ссылками на соответствующие межгосударственные стандарты.

Ссылки на международные стандарты, которые не приняты в качестве межгосударственных стандартов, заменены в тексте стандарта соответствующим текстом.

Информация о замене ссылок приведена в приложении И.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования международного стандарта в целях соблюдения принятой терминологии.

Степень соответствия - модифицированная (MOD).

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

©Стандартинформ. 2014

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен. тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ 32656-2014 (ISO 527-4:1997, ISO 527-5:2009)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КОМПОЗИТЫ ПОЛИМЕРНЫЕ Методы испытаний. Испытания на растяжение

Polymer composites Test methods Tensile test methods

Дата введения — 2015—09—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на изотропные, ортотропные. а также на однонаправленно армированные полимерные композиты, и устанавливает требования к методам определения их механических свойств при растяжении: предела прочности, модуля упругости, коэффициента Пуассона.

Под изотропными полимерными композитами в данном стандарте понимаются реактопласты и термопласты, армированные хаотически расположенными рублеными волокнами, в том числе в виде матов из рубленых нитей и ровингов.

Под ортотропными полимерными композитами в настоящем стандарте понимаются реактопласты и термопласты, армированные волокнами, тканями различных структур, а также их комбинациями при условии, что в процессе изготовления композитного материала была обеспечена ортогональная ориентация волокон.

Под однонаправленно армированными полимерными композитами в настоящем стандарте понимаются реактопласты и термопласты армированные однонаправленными комплексными нитями, ровингами, лентами, тканями, волокна в которых ориентированы только в одном направлении.

Примечание - Рассматриваемые армирующие материалы изготавливают из стекловолокна, углеродного, арамидного волокна и других аналогичных волокон

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 32794-2014 Композиты полимерные. Термины и определения

ГОСТ 12015-66 Пластмассы. Изготовление образцов для испытания из реактопластов Общие требования

ГОСТ 12019-66 Пластмассы Изготовление образцов для испытания из термопластов Общие требования

ГОСТ 26277-84 Пластмассы Общие требования к изготовлению образцов способом механической обработки

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 32794. а также следующие термины с соответствующими определениями:

Издание официальное

ГОСТ 32656-2014

3.1    измерительная база Lo, мм: Начальное расстояние между контрольными метками на центральной части образца.

3.2    скорость нагружения^, мм/мин: Скорость расхождения зажимов испытательной машины во время испытания.

3.3    оси координат образца Направление «1» определяется в терминах характерных свойств структуры материала или технологического процесса, а направление «2» - перпендикулярно направлению «1».

_Примечания_

1 Характерным свойством структуры материала или технологического процесса является, например, направление длины в процессах непрерывного изготовления листов (см рисунок 1)_

2Направлвнив в1» также называется направлением под узлом 0* или продольным направлением, а в2м-под узлом 90* или поперечным направлением

3Для однонаправленно армированных полимерных композитов направление ориентации волокон определяется как направление *1», а направление перпендикулярно ориентации волокон - как направление «2».

3.4    напряжение при растяжении о, МПа: Сила, приходящаяся на единицу площади первоначального поперечного сечения образца в границах измерительной базы.

Примечания

1    Для изотропных и ортотропных полимерных композитов величина о для образцов в направлении «1» обозначается как Oi, а в направлении «2» - как о?.

2    Для однонаправленно армированных полимерных композитов величина о для образцов типа А обозначается как Oi. а типа В - как о₂

3 А

3.5 предельное напряжение текучести при растяжении©,, МПа Напряжение в материале образца, при котором наблюдается рост деформации при незначительных изменениях растягиваю-щей нагрузки (или силы)._

З блредел прочность при растяженииоц, МПа Максимальное значение напряжения при растяжении, выдерживаемое образцом в процессе испытания на растяжение (см. рисунок 2).

Примечания

1    Для изотропных и ортотропных полимерных композитов величина Ом для образцов в направлении «1«обозначается как Omi. а в направлении «2» - как Оис

2    Для однонаправленно армированных полимерных композитов величина о_м для образцов типа А обозначается как Omi. а типа В - как Омг

3.7 относительная деформация при растяжении, е: Увеличение длины, приходящейся на единицу измерительной базы.

Примечания

1    Для изотропных и ортотропных полимерных композитов величина с для образцов в направлении «1» обозначается как ci, а для образцов в направлении «2» - как г.₂.

2    Для однонаправленно армированных полимерных композитов величина г. для образцов типа А обозначается как ci, а типа В - как г.₂.

2

ГОСТ 32656-2014

3 8предельная относительная деформация при разрушении, с_м: Относительная деформация образца, соответствующая пределу прочности при растяжении.

Примечания

1    Для изотропных и ортотролных полимерных композитов величина см для образцов в направлении «1» обозначается как 6mi. а в направлении «2» - как е*с.

2    Для однонаправленно армированных полимерных композитов величина г._м для образцов типа А обозначается как сш, а типа В - как смг-

З.Эмодуль упругости при растяжении; модуль Юнга, Е: Тангенс угла наклона прямолинейного (линейного) участка диаграммы напряжение-деформация в интервале 0.05 %£ к £0.25 %.

Примечания

1    Для изотропных и ортотропных полимерных композитов величина Е для образцов в направлении «1» обозначается как £i. а в направлении «2* - как Е₂.

2    Для однонаправленно армированных полимерных композитов величина Е для образцов типа А обозначается как Ei, а типа В - как £₂.

3    Используемые значения относительной деформации при растяжении соответствуют Б* = 0,0005 и Б* = 0,0025 (см рисунок 2). если только не применяются альтернативные значения, установленные в технических требованиях к материалу или в технических условиях

З.Юкоэффициент Пуассона при растяжении, р: Отрицательное отношение приращения деформации Дс_п. по одной из оси. перпендикулярной направлению растяжения, на соответствующее

приращение деформации Ась в направлении растяжении, в пределах начального линейного участка.

Примечания

1    Для изотропных и ортотропных полимерных композитных материалов величина для образцов в направлении «1» обозначается как щ₂. а р» - как щз, при этом используются координаты, показанные нарисунке1 Величина р* для образцов в направлении «2» обозначается как р^. ац„ - как ргз.

2    Для однонаправленно армированных полимерных композитов величина р* для образцов типа А обозначается как р₁₂, ацл - как щз, при этом используются координаты, показанные на рисунке 2 Величина ць для образцов типа В обозначается как р₂,. а ц* - как р»

3

ГОСТ 32656-2014

4Сущность методов

К образцу прикладывают растягивающую нагрузку, вектор которой совпадает с его основной осью, с постоянной скоростью до тех пор. пока не произойдет разрушения, или пока напряжение (нагрузка) или деформация (растяжение) не достигнут заданного значения. Во время проведения испытания измеряют нагрузку и удлинение образца.

бОборудование

5.1 Испытательная машина

Испытания проводят на разрывных и универсальных испытательных машинах, обеспечивающих растяжение образца с заданной постоянной скоростью перемещения зажимов и измерения нагрузки с заданной погрешностью.

Испытательная машина должна обеспечивать скорость перемещения зажимов в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1- Скорость перемещения зажимов

Скорость перемещения зажимов, мм/мин Допустимое отклонение. % 0.125 120 0.25 0,5 1 2 5 10 20 ±10 50 100 200 300 500

5.2 Зажимы испытательной машины

Зажимы испытательной машины (далее - зажимы) должны обеспечивать надежное крепление и точное центрирование образца (его продольная ось должна совпадать с направлением действия растягивающей нагрузки).

Создаваемое зажимами давление должно предотвращать скольжение образца в зажимах при приложении растягивающей нагрузки Рекомендуется использовать гидравлические зажимы, которые могут поддерживать постоянное давление.

Примечание - Чрезмерное давление, создаваемое зажимами, может привести к разрушению образца

При определении модуля упругости при растяжении необходимо, чтобы скорость нагружения была постоянной и не изменялась, например, из-за люфтов в зажимах

5 ЗДля контроля усилия, действующего на образец, используется силоизмерительное устройство с точностью показаний ± 1 %.

5.4 Датчики деформации

5.4.1 Для регистрации деформаций допускается применять экстензометры с точностью ± 1 % во всем диапазоне измерения деформации. При использовании образцов, измерительная база которых меньше 75 мм. требования к точности экстензометров должны соответствовать рисунку 3.

4

ГОСТ 32656-2014

Экстензометр должен проводить измерения в течение всего испытания. Рекомендуется применять экстензометры с функцией автоматической записи данных измерения. Экстензометры должны быть безинерционны при заданной скорости нагружения.

При использовании оптических экстензометров рекомендуется проводить измерения модуля упругости при растяжении с обеих широких сторон образца и за результат измерения принимать среднее значение двух полученных измерений, чтобы исключить влияние изгиба образца.

5.4.2 Для регистрации деформаций также допускается применять тензометры, точность которых должна составлять 1 % во всем диапазоне измерения деформации.

При креплении тензометра к образцу в ходе испытания могут возникать ошибки, связанные с поперечным воздействием на тензометр вследствие анизотропных свойств полимерных композитных материалов. При измерении коэффициента Пуассона при растяжении это воздействие необходимо учитывать.

5

ГОСТ 32656-2014

Примечание - Центрирование образца и загрузочной цепи рекомендуется проверялось в соответствии с приложением Б

5.5 Средства измерения линейных размеров

Для измерения линейных размеров (длины и ширины) следует применять микрометр, точность которого должна составлять не менее 0,01 мм.

Для измерения на неровных поверхностях микрометр должен быть оснащен сферическим наконечником соответствующего диаметра, на гладких плоских поверхностях - плоским измерительным наконечником.

6 Подготовка к проведению испытаний

6.1    Образцы

6.1.1    Форма и размеры образцов изотропных и ортотропных полимерных композитов

Для испытания изотропных и ортотропных полимерных композитов используют три типа образцов: 1 В. 2 и 3.

Образец типа 1В (см. рисунок 4)применяют для испытаний композитов, матрица которых образована из термопластичных полимеров. Допускается использовать образцы типа 1В для испытаний композитов, матрица которых образована из термореактивных полимеров, если разрушение происходит в пределах измерительной базы. Не допускается применять образцы типа 1В для испытаний полимерных композитов, где в качестве армирующего наполнителя использованы маты из непрерывных комплексных нитей.

Таблица 1 - Требования к размерам образцов типа 1В

Наименование параметра Значение параметра, мм _*-3 > 150 Li (60 ± 0.5) R £60 Ьз (20 ± 0.2) ь, (10 ±0.2) /) 2-10 Lo (50 ± 0.5) L (115 ± 1) Для некоторых материалов длина выступов может быть увеличена (например, так, чтобы L3 = 200 мм) для предотвращения разрушения или скольжения образца в зажимах

Образцы типа 2 (см. рисунок 5) представляют собой прямоугольные образцы без концевых выступов. образцы типа 3 (см. рисунок 6) представляют собой прямоугольные образцы с накладками. Образцы без накладок относятся к типу 2.

ГОСТ 32656-2014

Образцы типов 2 и 3 предназначены для испытаний композитов, матрица которых образована из термопластичных или термореактивных полимеров.

Рекомендуемая ширина образцов типов 2 и 3 составляет 25 мм. однако допускается использовать образцы шириной 50 мм и более, если предел прочности при растяжении является малой величиной из-за используемого армирования особого типа.

Если при испытании образцов типа 2. происходит разрушение или проскальзывание образца в зажимах, используют образец типа 3.

Для материалов, изготовленных методом прямого прессования, толщина концевых частей образцов любого типа не должна отклоняться от ее среднего значения более чем на 2 %.

ггГП ■с ! 1, '

L - исходное расстояние между захватами. Lo - измерительная база. U - общая длина, h - толщина. Ь, - ширина. О - диаметр центрирующих отверстий для штифтов

Рисунок 5 - Образец типа 2

Размеры образцов типа 2 должны соответствовать требованиям таблицы 2.

Таблица 2 - Требования к размерам образцов типа 2

Наименование параметра Значение параметра, мм <-э *250 ь, (25 ± 0.5) или (50 ± 0.5) h 2-10 Lo (50 ±1) L (150 ± 1) D (3 ± 0.25)

7