ASTM C1869-18(2023)
纖維增強先進陶瓷復合材料開孔拉伸強度的標準測試方法

Standard Test Method for Open-Hole Tensile Strength of Fiber-Reinforced Advanced Ceramic Composites

標準號

ASTM C1869-18(2023)

發布

2023年

發布單位

美國材料與試驗協會

當前最新

ASTM C1869-18(2023)

 

 

引用標準

ASTM C1145 ASTM C1239 ASTM C1275 ASTM C1326 ASTM C1327 ASTM C1359 ASTM C1465 ASTM C1773 ASTM C1793 ASTM C373 ASTM D3039/D3039M ASTM D3878 ASTM D5766/D5766M ASTM D6856/D6856M ASTM E1012 ASTM E105 ASTM E122 ASTM E1402 ASTM E2208 ASTM E251 ASTM E337 ASTM E4 ASTM E6 ASTM E691 ASTM E83 IEEE/ASTM SI 10

適用范圍

1.1 本試驗方法測定具有規定直徑（6 毫米或 3 毫米）的單個通孔的連續纖維增強陶瓷基復合材料（CMC）試樣的開孔（缺口）拉伸強度。開孔拉伸（OHT）測試方法測定了單通孔對連續纖維增強CMC在環境溫度下的拉伸強度和應力響應的影響。可以將 OHT 強度與無缺口試樣的拉伸強度進行比較，以確定限定的開孔對 CMC 材料的拉伸強度和缺口敏感性的影響。如果材料對缺口敏感，則材料的 OHT 強度隨通孔尺寸的變化而變化。通常，較大的孔會產生較大的應力集中并降低 OHT 強度。
1.2 本測試方法根據測試方法 C1275 和 D5766/D5766M 定義了兩個基線 OHT 測試樣本幾何形狀和測試程序。具有指定層壓纖維結構的扁平、直邊陶瓷復合材料測試樣本包含一個通孔（直徑為 6 毫米或 3 毫米），以指定規格部分的長度和寬度為中心（圖 1）。在環境溫度下沿著規定的測試鋼筋軸進行單軸單調拉伸測試，根據測試方法 C1275 測量施加的力與時間/位移的關系。標距延伸/應變的測量是可選的，使用引伸計/位移傳感器。可選配粘合應變計，用于測量局部應變并評估應變計部分的彎曲應變。如圖。 1 OHT 試樣 A 和 B 1.3 規定孔徑 x (mm) 的開孔拉伸強度 (SOHTx ) 是根據最大施加力和總橫截面積計算的極限拉伸強度，忽略是否存在孔，按照常見的航空航天實踐（見 4.4）。凈截面拉伸強度 (SNSx) 也作為第二強度屬性計算，考慮了孔對測試樣本橫截面積的影響。
1.4 本試驗方法主要適用于多方向連續纖維增強的陶瓷基復合材料。 CMC 材料通常是纖維增強的 2D 層壓復合材料，其中層壓板相對于測試方向是平衡且對稱的。具有其他類型增強材料（1D、3D、編織、不平衡）的復合材料可以使用此方法進行測試，同時考慮不同的結構如何影響孔的缺口效應對 OHT 強度和拉伸應力應變響應的影響。該測試方法并不直接涉及不連續纖維增強、晶須增強或顆粒增強陶瓷，盡管此處詳述的測試方法可能同樣適用于這些復合材料。
1.5 本測試方法可用于多種具有不同增強纖維和陶瓷基體的CMC材料（氧化物-氧化物復合材料、SiC基體中的碳化硅（SiC）纖維、SiC基體中的碳纖維和碳-碳復合材料）和具有不同強化架構的 CMC。它還適用于各種孔隙率和密度的 CMC。
1.6 附錄 A1 和附錄 X1 闡述了如何制備和測試具有不同幾何形狀和孔徑的測試樣本，以確定這些變化將如何改變 OHT 強度特性、確定缺口敏感性并影響應力應變響應。
1.7 通過根據測試方法 C1359 和附錄 X2 中的描述修改測試設備、樣本和程序，測試方法可以適用于高溫 OHT 測試。該測試方法也可適用于環境測試（受控大氣/濕度在中等（

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