BS ISO 19927:2018
Пластиковые композиты, армированные волокном. Определение межламинарной прочности и модуля упругости методом испытания на сдвиг двойной балки

Стандартный №

BS ISO 19927:2018

Дата публикации

2018

Разместил

British Standards Institution (BSI)

Последняя версия

BS ISO 19927:2018

сфера применения

Техническое обоснование стандарта

ISO 19927:2018 — первый международный стандарт для определения межслойных свойств волокнистых композитов из пластика методом сдвига двойной балки (DBS). Этот стандарт рассматривает проблемы неоднородных напряженных состояний и различных видов разрушения, связанных с традиционным методом сдвига короткой балки (SBS). Создание области чистого сдвига посредством пятиточечного изгиба позволяет получить более точные данные о прочности на межслойный сдвиг (τ₁₃) и модуле сдвига (G₁₃).

---

Основные принципы испытаний

Параметры	Сдвиг двойной балки (DBS)	Сдвиг короткой балки (SBS)
Режим нагружения	5-точечный изгиб (пролет с двумя опорами)	3-точечный изгиб
Напряженное состояние	Область чистого сдвига	Интерференция изгибающих напряжений
Типичные значения прочности	На 20-30% выше, чем SBS	Значения кажущейся прочности

Пример применения: Испытания ламинатов UD из углеродного волокна/эпоксидной смолы показывают, что прочность на межслойный сдвиг, полученная методом DBS, достигает 138 МПа, что на 27,4% выше, чем у метода SBS, а режим разрушения более стабилен.

---

Ключевые требования к испытаниям

Характеристики образца

• Образец типа A: 10 мм (ширина) × 2 мм (толщина) × 30 мм (длина)
• Образец типа B: 8 мм × 4 мм × 60 мм
• Соотношение ширины к толщине фиксировано на 5, отношение длины к толщине 15

Конфигурация устройства

1. 5-точечное изгибающее приспособление: диаметр опорного/нагружающего ролика 6 мм (допуск -0,1 мм)
2. Датчик смещения: измеряет смещение средней точки внутреннего пролета, точность ±1%
3. Испытательная машина: соответствует ISO 5893, нагрузка точность ±1%

---

Формула расчета

Прочность на межслойный сдвиг:

τ_13max = 33F_crit/(64bh)

Где F_crit — критическая нагрузка, b/h — ширина/толщина образца

Для расчета модуля сдвига требуется следующее:

• Продольный модуль E₁₁
• Поперечный модуль E₂₂
• Модуль сдвига в плоскости G₁₂
• Коэффициент Пуассона ν₁₂

---

Рекомендации по применению

Подготовка образца

Предпочтительна однонаправленная укладка (направление 0° соответствует длине образца), а ламинат должен быть симметрично сбалансирован для предотвращения эффектов изгиба-кручения. После обработки край образца должен быть без заусенцев, трещин и других дефектов.

Проверка испытаний

Для новых систем материалов (таких как композиты, армированные натуральными волокнами) требуются предварительные испытания, чтобы проверить, соответствует ли режим отказа трем квалифицированным типам отказа, требуемым стандартом:

1. Чистое межслойное расслоение
2. Межслойное расслоение с небольшим количеством перемычек волокон
3. Межслойное расслоение с локализованным смятием

---

Анализ развития технологий

По сравнению с традиционными методами преимущества технологии DBS отражены в:

• Чистое напряженное состояние: Интерференция изгибающих напряжений устраняется благодаря двухопорной конструкции пролета
• Более широкое применение данных: в дополнение к прочности можно получить также модуль сдвига
• Более стабильные результаты: Циклические испытания в семи лабораториях показали повторяемость отклонение <3,6%

Этот стандарт особенно подходит для областей со строгими требованиями к межслойным характеристикам, таких как лопатки аэрокосмической техники и ветряных турбин.

BS ISO 19927:2018 Ссылочный документ

• ASTM D3846 Стандартный метод испытания прочности армированных пластмасс на сдвиг в плоскости
• ASTM D5379 ASTM D5379*， 2020-09-01 Обновление
• BS 4994 Спецификация на проектирование и строительство сосудов и резервуаров из армированных пластмасс.*， 2025-10-22 Обновление
• BS 6464  Спецификация на армированные пластмассовые трубы, фитинги и соединения для перерабатывающих предприятий
• EN 2377 Аэрокосмическая серия; стеклопластики; Метод испытания; определение кажущейся прочности на межламинарный сдвиг
• EN 2563 Аэрокосмическая серия. Пластмассы, армированные углеродным волокном. Однонаправленные ламинаты. Определение кажущейся межслоевой прочности на сдвиг.
• ISO 14130  Композиты из армированных волокном пластиков. Определение кажущейся прочности на межслойный сдвиг методом короткого луча; Техническое исправление 1
• ISO 16012 Пластмассы. Определение линейных размеров испытательных образцов
• ISO 2602  Статистическая интерпретация результатов испытаний; оценка среднего; доверительный интервал
• ISO 2818 Пластмассы. Подготовка образцов для испытаний путем механической обработки.*， 2018-12-13 Обновление
• ISO 291 Пластмассы – стандартная атмосфера для кондиционирования и испытаний.
• ISO 472 Пластмассы. Словарь. Поправка 1: Дополнительные позиции.*， 2018-10-31 Обновление
• ISO 527-4:1997  Пластмассы. Определение свойств при растяжении. Часть 4. Условия испытаний изотропных и ортотропных фибропластических композитов.
• ISO 5893 Оборудование для испытаний резины и пластмасс. Типы растяжения, изгиба и сжатия (постоянная скорость перемещения). Спецификация. Поправка 1.*， 2020-09-21 Обновление
• ISO 7500-1 Металлические материалы. Калибровка и проверка статических одноосных испытательных машин. Часть 1. Машины для испытаний на растяжение/сжатие. Калибровка и проверка силоизмерительной системы
• ISO 9513 Металлические материалы. Калибровка экстензометрических систем, используемых при одноосных испытаниях; Техническое исправление 1

BS ISO 19927:2018 История

• 2018 BS ISO 19927:2018 Пластиковые композиты, армированные волокном. Определение межламинарной прочности и модуля упругости методом испытания на сдвиг двойной балки

Специальные темы по стандартам и нормам

стандарты и спецификации