ICS 77.150.10 CCS Y 80
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T41049—2021
纤维金属层板弯曲性能试验方法
Test method for flexural properties of fibre metal laminates
2021-12-31发布
2022-07-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T 41049—2021
前言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 厂第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任，本文件由全国工程材料标准化工作组（SAC/SWG3）提出并归口。 本文件起草单位：南京航空航天大学、南京工程学院、江苏省产品质量监督检验研究院、南京玻璃纤
维研究设计院有限公司、江苏省复合材料学会、江阴协统汽车附件有限公司。
本文件主要起草人：陶杰、李华冠、匡宁、徐翌伟、王燕、钱德洪、赵谦、李红丽、项俊贤、林艳艳、陈熹、 王琼、崔益华、华小歌、王永红
- GB/T41049—2021
纤维金属层板弯曲性能试验方法
1范围
本文件规定了纤维金属层板弯曲性能试验方法的试验原理、试验设备、试样、状态调节、试验过程、 计算及结果显示、试验报告
本文件适用于测定发生弯曲破坏的纤维金属层板三点弯曲强度及弯曲弹性模量、弯曲应力以及载荷-挠度曲线。
规范性引用文件
2
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T1446—2005 纤维增强塑料性能试验方法总则 GB/T 2918 塑料试样状态调节和试验的标准环境 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 JJG 139 拉力、压力和万能试验机
0
术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
纤维金属层板 fibre metal laminates; FMLs 由金属薄板（铝合金、钛合金等)和纤维（玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等)复合材料交替铺设后，在一
定温度和压力下固化而成的一种层间混杂复合材料。 3.2
弯曲应力 flexural stress 正则化弯曲力矩。 注1：假设弯曲变形引起的应力为线性分布时试样外表面层的应力，注2：单位为兆帕（MPa）。
3.3
弯曲强度 flexural strength 试样在弯曲破坏下，破坏载荷或最大载荷时的弯曲应力。 注：单位为兆帕（MPa)。
3.4
跨距 span 试验机上两个支座中心轴间的距离。 注：单位为毫米(mm)。
1
SAC GB/T41049—2021
加载压头
试样
支座
1
标引符号说明：
跨距；试样长度：试样厚度：加载压头的圆角半径；支座的圆角半径
L
h ri r2
图1试验装置
6试样
6.1形状与尺寸
试样的形状与尺寸见图2，试样的形状与尺寸建议满足如下关系： a) 试样的跨距取：14h～24h，试样的长度需至少比支座跨距超出20%： b） 推荐试样的宽度取：b=10mm~15mm，推荐试样的长度取：l=60mm～100mm，并在报告
中注明。 纤维铺层按0°、45°、90°等方向排列
SAC
图2试样形状与尺寸
6.2 试样切割加工
试样经机械加工制得，所加工试样的主轴应平行或垂直于材料的主要方向轴。
6.3试样检查
试样应平整无扭曲，无分层，表面清洁，边缘光滑。长度方向厚度均勾，且任一点的厚度不超过平均厚度的土5%。在每个试样的中心及两边，取3个点测量试样的宽度，每个试样宽度的允许偏差为士0.2mm。 6.4试样数量
每组有效试样数量应不小于5个。
3 GB/T41049—2021
7状态调节
除另有规定外，状态调节应按GB/T2918执行。
8试验过程
8.1试验环境
应符合GB/T1446—2005中第3章的规定。 8.2 2试样尺寸的测量
测量试样点位置见图3，在每个试样的中心及两边，取3个点分别测量试样的宽度和厚度，精确
至0.01mm，测量结果取3点的平均值，
图3测量试样取点位置
8.3 3跨距
跨距选取：对标准试样，即试样厚度1mm≤h≤3mm时，跨距取14h～24h，采用精度不低于 0.01mm的测量仪器测量跨距L。
注1：对厚度h>3mm的试样，为避免层间剪切破坏，跨距在14h～24h范围内适当选取偏大值。 注2：对厚度h<1mm的试样，为使其载荷落在试验机许可的载荷容量范围内，跨距在14h～24h范围内适当选取
偏小值。 注3：在不同跨距与厚度比例下进行试验所获得的数据不能进行比较
8.4试样安装
标记试样受拉面，将试样对称地放在两支座上。必要时，在试样上表面与加载压头间放置薄片或薄垫块，防止试样受压失效
使用应变片时，在试样下方跨距中央位置沿平行长度方向贴应变片；使用挠度计时，挠度计安置在跨距的中央位置并与试样平面垂直 8.5 5试验速度
加载速率在1mm/min~2mm/min之间，并保持恒定。
8.6 试验
通过位于跨距中点处的加载压头在试样宽度上均勾地施加载荷，直到试样破坏或载荷下降30%。 记录破坏载荷以测定弯曲强度，记录载荷-挠度曲线或载荷-弯曲应变曲线以测定弯曲弹性模量。
4 GB/T41049—2021
8.7 数据采集
记录整个试验过程的载荷值，以发生纤维破坏或者外层金属破坏等有效弯曲破坏为数据采集原则试样呈层间剪切破坏，有明显内部缺陷或在试样中间三分之一以外破坏的应予以作废。同批有效试验结果不足5个时，应增加开展试验的样本数，使有效结果达到5个。 8.8 失效模式
纤维金属层板在该方法测试下，将会发生如下失效模式。 a) 可接受的弯曲失效模式：
1） 纤维破坏，见图4a)； 2）外层金属破坏，见图4b）。
b） 不可接受的失效模式：
1） 层间剪切失效，见图4c)； 2) 混合失效（包含层间剪切失效），见图4d）。
a) 纤维破坏
b）外层金属破坏
c) 层间剪切失效
d) 混合失效图4 失效模式
计算及结果表示
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9.1 载荷-挠度曲线
纤维金属层板在该方法测试下，典型的载荷-挠度曲线如图5所示。弯曲过程主要包括四个阶段，
5 GB/T41049—2021
并在各个阶段有不同的曲线特征和失效行为。工为弹性段该阶段基体纤维及金属均处于弹性阶段，弯曲载荷与挠度呈近似的线性关系。Ⅱ为塑性段，纤维层开始出现单丝断裂。Ⅲ为纤维破坏段，基体呈现明显开裂。IV为分层破坏段，纤维层完全破坏，金属层与纤维层发生分层，层板完全失效。
. h
1 -
I1
IV
N/
II
I
挑度/mm
图5 弯曲失效的典型载荷-挠度曲线
9.2 2弯曲强度r的计算
当%≤0.1时，弯曲强度按式(1)计算：
3PML 2bh2
Of =
·（1)
OM >0.1时，弯曲强度按式（2)计算：
= 3PML
(2)
2bh2
式中： Of PM 最大载荷或破坏载荷，单位为牛顿（N)；
弯曲强度，单位为兆帕（MPa)；
-
跨距，单位为毫米（mm）；试样宽度，单位为毫米（mm）；试样厚度，单位为毫米（mm）；
L b h OM 最大挠度，单位为毫米（mm）。
-
弯曲弹性模量E：的计算
9.3
按照载荷-弯曲应变曲线计算时，弯曲弹性模量按式（3）计算：
Ef = 2bhe 3PL
(3)
按照载荷-挠度曲线计算时，弯曲弹性模量按式（4）计算：
PL3 4bh"
E =
.·( 4)
式中： E;
弯曲弹性模量，单位为兆帕（MPa）；
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