在現(xiàn)代航空航天、汽車和建筑等領(lǐng)域，夾芯板作為一種輕質(zhì)、高強度、高剛度和耐腐蝕的復合材料，得到了廣泛應(yīng)用。夾芯板的剪切性能是其作為承載結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵特性之一，直接關(guān)系到整體結(jié)構(gòu)的力學行為。

為了準確評估夾芯板的剪切性能，不同國家和地區(qū)制定了相應(yīng)的測試標準，其中 GB/T 1455 和 ASTM C273 是兩種常用的測試方法。本文科準測控小編將對比這兩種測試方法的硬件需求、測試流程及其在夾芯板剪切性能測試中的應(yīng)用，以幫助客戶更好地選擇適合的標準。

一、原理概述

夾芯板的剪切性能是指其在受到剪切力作用時的力學行為，包括剪切強度和剪切模量等參數(shù)。剪切強度反映了夾芯板在剪切力作用下能夠承受的最大應(yīng)力，而剪切模量則描述了材料在剪切變形過程中的剛度特性。通過測試夾芯板的剪切性能，可以評估其在實際應(yīng)用中的承載能力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

二、標準對比

（一）樣品準備與尺寸要求

GB/T 1455：根據(jù) GB/T 1455 的規(guī)定，夾芯板樣品準備較為靈活，樣品的尺寸通常要求為寬度 60mm，試樣長度大于或等于芯子厚度的 12 倍，但可根據(jù)實驗條件和夾芯板的實際厚度和長度進行調(diào)整。標準要求夾芯板的面板材料和核心材料都應(yīng)符合規(guī)定的性能要求。

ASTM C273：通常樣品的尺寸寬度不小于 50mm，且必須保證樣品的對稱性與均勻性。此外，ASTM 標準對面板與核心材料的密度差異也有明確的要求，以確保測試結(jié)果的準確性。

（二）測試裝置與施加方式

GB/T 1455：提供兩種夾具，一種用于拉伸剪切測試，另一種用于壓縮剪切測試。

兩種夾具都配有常規(guī) 15mm 厚金屬板。任何一種夾具都可以測試包括蜂窩芯結(jié)構(gòu)和連續(xù)芯結(jié)構(gòu)（如泡沫或輕木）在內(nèi)的各種不同的夾層芯材料，并且在金屬板兩側(cè)均需安裝變形計和附件。在測定平面剪切模量時，需要施加初載（破壞載荷的 5%）直至（破壞載荷的 20%）觀察兩側(cè)變形計讀數(shù)基本一致后，卸至初載，按照推薦的 0.5mm/min - 1mm/min 加載至破壞。

ASTM C273：同樣要求使用兩種模式的夾具進行拉伸剪切和壓縮剪切測試，但只需要在金屬板一側(cè)安裝變形計，測試僅需按照推薦的 0.5mm/min 加載至試樣破壞。

（三）數(shù)據(jù)處理

GB/T 1455：主要通過記錄樣品破壞時的載荷值來計算剪切強度。標準規(guī)定了載荷與樣品破壞面之間的關(guān)系，平面剪切強度的計算公式也較為直接，測試人員需記錄破壞的模式。

ASTM C273：該標準的計算方法更為細致，需綜合考慮剪切載荷與試樣形變的關(guān)系。在芯子剪切模量的計算中，計算模量的兩點必須記錄下來，這樣更有利于數(shù)據(jù)對比和分析。此外，ASTM C273 標準對樣品的破壞模式有詳細的描述和要求，測試人員需記錄破壞的類型，以便分析剪切失效機制。

（四）剪切性能測試的結(jié)果對比

結(jié)果一致性與可比性：由于 GB/T 1455 和 ASTM C273 在測試條件、樣品尺寸、載荷施加方式等方面的差異，導致兩者在測試過程中可能得到不同的剪切強度結(jié)果。GB/T 1455 標準由于對樣品尺寸和測試裝置的要求較為寬松，因此可能在實際應(yīng)用中適用于更大范圍的夾芯板材料和結(jié)構(gòu)。而 ASTM C273 標準則更為嚴格，通常得到的測試結(jié)果更為精確，但對材料的適用范圍可能有所局限。

剪切失效模式分析：在實際測試中，夾芯板的剪切破壞模式可能因標準的不同而有所差異。GB/T 1455 標準通常觀察到的剪切失效模式為面板剝離或核心材料壓潰；而在 ASTM C273 標準下，由于測試過程中對夾芯板核心和面板的夾緊要求較高，因此可能更多地觀察到面板剝離與核心壓潰共同作用的失效模式。這些差異可能與標準中對剪切力施加方式和加載速率的不同要求有關(guān)。

三、儀器設(shè)備

無論是 GB/T 1455 還是 ASTM C273 標準，都需要使用到以下儀器設(shè)備：

1、萬能材料試驗機

用于施加拉伸或壓縮載荷，測試夾芯板的剪切性能。

2、夾具：根據(jù)標準要求選擇合適的拉伸剪切或壓縮剪切夾具。

注：變形計：用于測量試樣在測試過程中的變形情況，GB/T 1455 要求在金屬板兩側(cè)安裝變形計，而 ASTM C273 只需在金屬板一側(cè)安裝。

四、測試流程

步驟一、樣品準備

按照選定標準的要求，準備符合尺寸和性能要求的夾芯板樣品。

檢查樣品的外觀質(zhì)量，確保無明顯缺陷和損傷。

步驟二、安裝夾具與試樣

根據(jù)測試類型選擇合適的夾具，并將其安裝在萬能試驗機上。

將試樣安裝在夾具中，確保試樣與夾具之間的接觸良好，施加的載荷能夠均勻傳遞到試樣上。

步驟三、加載與數(shù)據(jù)采集

按照標準規(guī)定的加載速率施加載荷，同時通過變形計和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄試樣的變形和載荷數(shù)據(jù)。

在測試過程中，注意觀察試樣的變形情況和破壞模式。

步驟四、數(shù)據(jù)處理與分析

根據(jù)標準規(guī)定的計算方法，對采集到的數(shù)據(jù)進行處理，計算夾芯板的剪切強度和剪切模量等參數(shù)。

分析試樣的破壞模式，結(jié)合測試結(jié)果評估夾芯板的剪切性能。

五、結(jié)論

GB/T 1455 與 ASTM C273 標準均為評估夾芯板剪切性能的有效方法，但由于其測試條件和實驗流程的差異，導致了在應(yīng)用中的一定差別。GB/T 1455 的要求更為寬松，適用于大范圍的夾芯板材料，但可能在精度和結(jié)果可比性方面略遜一chou；而 ASTM C273 則在測試精度和數(shù)據(jù)處理方面較為嚴格，適用于對測試結(jié)果要求更高的場合。選擇哪種標準應(yīng)依據(jù)實際應(yīng)用需求和測試精度要求來決定。在實際應(yīng)用中，工程師可以根據(jù)項目要求選擇適當?shù)臉藴?，以確保結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性。

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