彎曲試驗是一種模擬構件在橫向載荷下受力狀態(tài)的質量控制型試驗，反映了材料拉伸、壓縮和剪切性能的綜合效應。彎曲試驗通常采用“三點彎曲”或“四點彎曲”的方式，對矩形試樣施加載荷，測量其撓度^①與載荷的關系。

三點彎曲：三點彎曲試驗是通過在試樣兩個支撐點中點施加載荷使其彎曲斷裂，用于檢測金屬等材料彎曲力學性能的實驗方法。

四點彎曲：指將試樣放在有一定距離的兩個受力點（四點彎曲夾具的下半部分）上，形成簡支梁形式，在受力點的上方有兩個對稱的加載點（四點彎曲夾具上半部分）向試樣施加壓力，上下一共有四個點分別是施力點和受力點，該過程被稱為四點彎曲實驗。

復合材料同樣也可以通過彎曲試驗來測定其力學性能。

我國針對復合材料彎曲試驗制定的國家標準主要有：GB/T 3356-2014《定向纖維增強聚合物基復合材料彎曲性能試驗方法》、GB/T 1449-2005《纖維增強塑料彎曲性能試驗方法》等。

國際標準化組織采用ISO 14125《纖維增強塑料復合材料 彎曲性能的測定》作為復合材料彎曲試驗標準依照。

而美國材料與試驗協(xié)會制定的復合材料彎曲試驗標準包括ASTM D790《未增強和增強塑料及電絕緣材料彎曲性能的標準試驗方法》、ASTM D7264《聚合物基復合材料彎曲性能的標準試驗方法》以及ASTM D6272《用四點彎曲法測定未增強和增強塑料及電絕緣材料撓曲性能的試驗方法》等。

不同標準具有特定的適用場景。本文以國際上常用的3項標準ASTM D790、ASTM D7264、ASTM D6272為例，比較不同標準間的不同。

ASTM D790《非增強和增強塑料及電絕緣材料彎曲性能的標準測試方法》是用于測定塑料與復合材料彎曲性能的標準三點彎曲試驗方法，也是最通用、最常用、應用最廣的的復合材料彎曲試驗標準。

該標準適用于非增強和增強塑料，包括長纖維（如GFRP/CFRP）復合材料、電絕緣材料等。

該測試方法主要用于測定材料的以下性能：

ASTM D6272《用四點彎曲法測定未增強和增強塑料及電絕緣材料撓曲性能的試驗方法》與ASTM D790類似，同樣用于測定非增強和增強塑料、高模量復合材料及電絕緣材料的彎曲性能，但依照該標準測試需采用“四點彎曲”試驗方法，四點彎曲在試樣中部產生純彎曲段（無剪力），能更好地評估材料本質性能和測試表面缺陷，

該標準主要用于測定材料的彎曲彈性模量、割線模量、彎曲強度、彎曲屈服強度、彎曲偏移屈服強度。

ASTM D7264《聚合物基復合材料彎曲性能的標準試驗方法》是用于測定聚合物基復合材料彎曲性能的權威標準，該方法主要適用于高模量纖維增強聚合物基復合材料（如航空航天級CFRP），是ASTM D790的“復合材料專用升級版”。在測量時一般采用四點彎曲，但也可采用三點彎曲，更強調模量測量的準確性，以最小化剪切變形，獲得更純的彎曲應力狀態(tài)。

該測試方法主要用于測定以下性能：彎曲強度、彎曲模量、載荷-撓度曲線。

不同試驗標準對試驗設備要求大致相同，如上述提到的3項標準均要求采用精度通過規(guī)范ASTM E4驗證的電子萬能試驗機，且試驗機載荷測量系統(tǒng)的誤差不得超過預期測量最大載荷的±1%，同時配備撓度測量裝置。

中機試驗為復合材料性能測試提供一套先進解決方案。

圖3：中機試驗復合材料拉伸試驗解決方案??

方案采用的中機試驗DF系列電子萬能試驗機，能夠依照GB、ASTM、ISO和其他行業(yè)標準執(zhí)行復合材料拉伸試驗，擁有業(yè)界領先的精確性和可靠性：

復合材料彎曲試驗試樣選用因材料和試驗方法的不同而不同，依照不同標準進行試驗時要注意。

例如根據ASTM D790的要求，模壓材料（熱塑性和熱固性材料）一般采用橫截面為3.2 mm x 12.7 mm且長度為127 mm的試樣。

根據復合材料彎曲試驗的具體方法，可選用三點彎曲夾具或四點彎曲夾具。

另外，夾具支座跨距與材料厚度比（跨厚比）是復合材料彎曲試驗的一項重要參數，ASTM D790、ASTM D7262規(guī)定試樣跨厚比應為16:1。

對于不同試驗材料，跨厚比不同，例如ASTM D790對于高強度增強復合材料則要求跨厚比必須大于16:1，甚至可達到60:1，ASTM D7264要求跨厚比為32:1，目的皆是為了消除試驗過程中剪切對試樣的影響。

中機試驗為復合材料彎曲試驗配備多種模塊化夾具，適配多力值、多溫域測試需求。

復合材料彎曲試驗通常需要配備撓度測量裝置，包含非接觸式位移計、撓度計、LVDT、光柵尺等，在試驗時直接測量試樣跨距中心的撓度。

本期文章以ASTM中的兩個標準呈現了復合材料性能測試方法中的壓縮試驗，中機試驗復合材料系列專欄的下一期，我們將為您闡述復合材料彎曲試驗的相關內容，期待與您繼續(xù)同行。

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