ISO 15024:2001
Fibre-reinforced plastic composites — Determination of mode I interlaminar fracture toughness, GIC, for unidirectionally reinforced materials
发布时间:2001-12-06 实施时间:


纤维增强塑料复合材料是一种重要的结构材料,具有高强度、高刚度、低密度等优点,广泛应用于航空、航天、汽车、建筑等领域。在使用过程中,复合材料可能会遭受各种力学载荷,如拉伸、压缩、弯曲、剪切等,因此需要对其力学性能进行评估。其中,层间断裂韧度是复合材料的重要性能之一,它反映了材料在层间剪切载荷下的抗裂性能。

ISO 15024:2001标准规定了测定纤维增强塑料复合材料中单向增强材料模式I层间断裂韧度GIC的试验方法。该标准要求试样为矩形形状,长度为150mm,宽度为25mm,厚度为1mm。试样应该是单向增强的,纤维方向与试样长度方向平行。试验应该在恒定位移速率下进行,试验速率为1mm/min。试验过程中应该记录试样的载荷-位移曲线,以及试样断裂前后的形貌。

根据ISO 15024:2001标准,计算模式I层间断裂韧度GIC的公式如下:

GIC = Pmax / (B * h) * (1 - ν^2) / (2π) * (a / W) * (1 - a / W)^2

其中,Pmax为试样最大载荷,B为试样宽度,h为试样厚度,ν为泊松比,a为试样中心裂纹长度,W为试样长度。

需要注意的是,该标准适用于纤维体积分数在20%以上的单向增强材料。对于纤维体积分数较低的材料,可能需要采用其他试验方法进行层间断裂韧度的测定。

相关标准
ISO 527-1:2019 纤维增强塑料复合材料——拉伸性能的测定——第1部分:一般原则
ISO 178:2019 纤维增强塑料复合材料——弯曲性能的测定
ISO 14125:1998 纤维增强塑料复合材料——冲击强度的测定
ASTM D5528-13 Standard Test Method for Mode I Interlaminar Fracture Toughness of Unidirectional Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composites
ASTM D790-17 Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials