The invention discloses a method for testing the shear strength of micron fiber, which is characterized in that the following steps are included: (1) finite element analysis to determine the base spacing range of the fiber in the shear state; (2) pretreatment of the base used to fix the fiber to be tested; (3) measurement of the size of the middle clearance of the base; (4) fixation of the fiber to be tested; (5) central compression loading of the fiber to be tested by the probe, and Measure the shear force F required to cut the fiber
【技术实现步骤摘要】
一种微米级纤维剪切强度测试方法
本专利技术涉及纤维测试方法,具体为一种微米级纤维剪切强度测试方法。
技术介绍
连续纤维增强复合材料在沿纤维轴向方向(纵向)拥有较强的力学性能,而在垂直于纤维方向(横向)的强度较差,这成为复合材料在复杂环境中使用时的安全隐患之一,故测量纤维的剪切应力是非常必要的。不同直径微米级纤维的剪切强度按照传统方法也难以测量。
技术实现思路
专利技术目的:为了克服现有技术中存在的不足,本专利技术目的是提供一种能够对复杂应力状态下纤维的失效准则进行分析微米级纤维剪切强度测试方法。技术方案:本专利技术所述的一种微米级纤维剪切强度测试方法,包含以下步骤:(1)逐步改变底座间距大小直到待测纤维横截面的剪切应力突然变大,此时即待测纤维处于剪切状态下的底座间距,有限元分析待测纤维处于剪切状态下的底座间距,底座由高弹性模量且不与酸反应的材料制成,优选为钨片;(2)对用于固定待测纤维的底座进行预处理,底座上黏贴待测纤维的平面要保证平行,进行剪切的两个平面要垂直,平面的表面粗糙度小于待测纤维半径的10%,待测纤维直径为1~900μm;(3)测量底座中间间隙的大小,底座中间间隙小于等于待测纤维半径的5倍,用光学显微镜测量间隙的大小,判断间隙的间距是否满足要求;(4)固定待测纤维,采用光学显微镜在400倍以上放大倍数下观察待测纤维,确定待测纤维是否已被固定;(5)微米级待测纤维剪切试验在纳米力学测试系统上进行,纳米压痕仪探针对待测纤维的中央压缩加载至待测 ...
【技术保护点】
1.一种微米级纤维剪切强度测试方法,其特征在于包含以下步骤:/n(1)有限元分析确定纤维处于剪切状态下的底座(2)间距的适当范围;/n(2)对用于固定待测纤维(1)的底座(2)进行预处理;/n(3)测量底座(2)中间间隙的大小;/n(4)固定待测纤维(1);/n(5)探针(3)对待测纤维(1)的中央压缩加载,并测量出将纤维剪断所需的剪切力F
【技术特征摘要】
1.一种微米级纤维剪切强度测试方法,其特征在于包含以下步骤:
(1)有限元分析确定纤维处于剪切状态下的底座(2)间距的适当范围;
(2)对用于固定待测纤维(1)的底座(2)进行预处理;
(3)测量底座(2)中间间隙的大小;
(4)固定待测纤维(1);
(5)探针(3)对待测纤维(1)的中央压缩加载,并测量出将纤维剪断所需的剪切力Fs;
(6)待测纤维(1)的剪切强度T的计算公式为:
其中,rf为待测纤维(1)半径,Fs为将待测纤维(1)剪断所需的剪切力。
2.根据权利要求1所述的一种微米级纤维剪切强度测试方法,其特征在于:所述步骤(1)有限元分析时,逐步改变底座(2)间距大小直到纤维横截面的剪切应力突然变大。
3.根据权利要求1所述的一种微米级纤维剪切强度测试方法,其特征在于:所述步骤(2)中底座(2)上黏贴纤维的平面要保证平行,进行剪切的两个平面要垂直。
4.根据权利要求3所述的一种微米级纤维剪切强度测试方法,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:牛序名,孙志刚,刘炎,宋迎东,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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