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测 试技术与标准化徐琪: 复合材料面内剪切性能测试方法的研究中图分类号: TQ171． 77 + 7 测 试技术与标准化 徐琪: 复合材料面内剪切性能测试方法的研究 中图分类号: TQ171． 77 + 7． 77 文献标识码: A 复合材料面内剪切性能测试方法的研究* 徐琪 ( 南京玻璃纤维研究设计院，南京 210012) 摘 要: 对常用的剪切实验方法进行了简单介绍，并采用典型的 ± 45° 偏轴拉伸法和 V 形开口轨道剪切法对双轴向玻璃纤维 布制成的层合板的常温和低温剪切性能进行了研究。实验结果表明，V 形开口轨道剪切法测得的剪切强度和模量高于 ± 45° 偏轴拉伸法，玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料在低温状态下的剪切性能与常温相比有所提高。 关键词: 复合材料; 面内剪切; V 形开口轨道; 剪切强度; 剪切模量 Study on Testing Methods for In-plane Shear Properties of Composite Materials XU Qi ( Nanjing Fiberglass Research ＆ Design Institute，Nanjing 210012) Abstract: The shear properties at normal and low temperatures of laminates made from biaxial glass fabrics were investigated by means of typical ± 45° off-axis tension test and V-notched rail shear test． The test results showed that the shear strength and modulus deter- mined by V-notched rail shear test were higher than those determined by ± 45° off-axis tension test，and that the shear properties of glass fiber reinforced epoxy resin composite at low temperature were higher than those at normal temperature． Key words: composite material; in-plane shear; V-notched rail; shear strength; shear modulus 0 术难度越大。风力发电机叶片是接受风能的最主要 部件，也是风力发电机中基础和关键的部件，其良好 的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常 稳定运行的决定因素。纤维增强塑料以其轻质、耐 腐蚀和高拉伸弹性模量一直是风力发电机叶片最常 用的材料，是复合材料大型构件［1］成功应用的典范。 目前商品化的大型风机叶片大多采用玻璃纤维增强 塑料制造。 众所周知，风力发电机组需要安装在风能比较 丰富的地区，这些地区一般气候条件较为恶劣，环境 温度能达到 － 30 ℃ 甚至更低。因此，对于风机叶片 原材料力学性能的精确试验评估显得非常重要。对 引言 随着世界石油资源的日益匮乏，风能作为一种 清洁的可再生能源而逐渐被人们重视。开发和利用 风能资源不仅可以为 21 世纪寻找新的替代能源，而 且有利于环境保护。从 20 世纪 70 年代至今，国内 外风电事业得以蓬勃发展，目前主流风电机组的单 机容量为 1． 5 ～ 20 MW，容量越大，发电效率越高，技 * 研究项目: 质检公益性行业科研专项项目( 编号: 200910230) 项目名称: 新型纤维增强复合材料关键技术标准研制 收稿日期: 2012-01-13 修回日期: 2012-05-04 作者简介: 徐琪，男，1986 年生，南京玻璃纤维研究设计院质检中 心助理工程师。 《玻璃纤维》2012年 第3 期 6 测 试技术与标准化徐琪: 复合材料面内剪切性能测试方法的研究于玻璃纤维增强塑料而言，纵 测 试技术与标准化 徐琪: 复合材料面内剪切性能测试方法的研究 于玻璃纤维增强塑料而言，纵向和横向的力学性能 测试比较简单，试样容易制备，试验结果重复性良 好，但进行面内剪切试验是困难的。其难点主要存 在以下 3 个方面: ( 1 ) 纯剪切应力场的产生非常困 难。( 2) 一般复合材料面内剪切力学响应都存在严 重非线性。( 3) 可能出现的剪切失稳增加了剪切强 度测试的难度。本文采用 ± 45° 偏轴拉伸法和 V 形 开口轨道剪切法对双轴向玻璃纤维布制成的层合板 的常温和低温剪切性能进