纖維增強塑料蠕變性能試驗方法國家標準化管理委員會I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國建筑材料聯合會提出。本文件由全國纖維增強塑料標準化技術委員會(SAC/TC39)歸口。本文件起草單位：北京玻鋼院檢測中心有限公司、北京玻璃鋼研究設計院有限公司、四川東樹新材料有限公司、浙江恒石纖維基業有限公司、重慶國際復合材料股份有限公司、巨石集團有限公司、中材科技風電葉片股份有限公司、上海玻璃鋼研究院有限公司。1纖維增強塑料蠕變性能試驗方法本文件規定了纖維增強塑料蠕變性能試驗方法的試驗原理、試驗設備、試樣、狀態調節、試驗條件、試驗步驟、試驗結果和試驗報告。本文件適用于測定纖維增強塑料拉伸蠕變性能、壓縮蠕變性能、彎曲蠕變性能及在指定條件下的蠕變斷裂應力。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1446纖維增強塑料性能試驗方法總則GB/T1447纖維增強塑料拉伸性能試驗方法GB/T1448纖維增強塑料壓縮性能試驗方法GB/T1449纖維增強塑料彎曲性能試驗方法纖維增強塑料術語纖維增強塑料高低溫力學性能試驗準則GB/T16825.2—2018靜力單軸試驗機的檢驗第2部分：拉力蠕變試驗機施加力的檢驗GB/T3961蠕變模量界定的以及下列術語和定義適用于本文件。初始應力與蠕變應變之比。蠕變應變creepstrain在蠕變試驗中，任一給定時間由施加載荷產生的應變。試樣承受壓縮、彎曲或拉伸而產生的形狀、尺寸或位置上的變化。壓縮量compression在壓縮蠕變試驗中，試樣在標距范圍內的長度減少量。撓曲量deflection在彎曲蠕變試驗中，試樣跨距中點處試樣下表面位置的變化量。2在拉伸蠕變試驗中，試樣在標距范圍內的長度增加量。等時應力-應變曲線isochronousstress-straincurve施加不同試驗載荷后，在某規定時刻直角坐標中應力對蠕變應變的曲線。4試驗原理在一定的溫度、濕度條件下，平穩對試樣施加設定的拉伸、壓縮或彎曲應力，恒定保持直至達到規定的試驗終點或試樣失效。在整個過程中，持續測量試樣的變形，以測定蠕變模量和繪制蠕變應變-時間曲線、蠕變模量-時間曲線、蠕變斷裂曲線或等時應力-應變曲線。5試驗設備5.1加載系統5.1.1電子試驗機應符合GB/T16825.2—2018中1級試驗機的規定，載荷相對誤差不超過±1%,重復性誤差不超過1%。5.1.2砝碼試驗裝置提供的載荷相對誤差不超過±1%。5.1.3加載系統應具有緩沖裝置，且安裝時遠離外界的振動和沖擊。5.1.4加載系統應保證能平穩施加載荷，不產生瞬間過載，并且施加的載荷在所需載荷的士1%以內。5.1.5在測試過程中，加載裝置應能提供恒定的載荷。在蠕變斷裂試驗中，應采取措施防止試樣斷裂時產生的振動傳遞到相鄰的加載系統。5.2夾具5.2.1拉伸蠕變試驗夾具宜盡可能保證加載軸線與試樣縱軸一致，建議使用加載前就能將試樣對中固定的夾具。5.2.2壓縮蠕變試驗夾具應符合GB/T1448的規定。5.2.3彎曲蠕變試驗夾具應符合GB/T1449的規定。5.3變形測量裝置5.3.1變形測量裝置由能夠測量載荷下試樣伸長量、壓縮量或撓曲量的裝置構成，此裝置不應通過力學效應(形變、壓痕等)、物理效應(加熱試樣等)及化學效應對試樣產生影響。5.3.2變形測量裝置精度為0.001mm。5.3.3變形測量裝置應固定，并確保不產生滑移。5.4尺寸測量工具精度為0.01mm.5.5時間測量裝置精度為1min。3誤差不應超過±2℃。6試樣6.1試樣形狀和尺寸6.1.1拉伸蠕變試驗的試樣應符合GB/T1447的規定。6.1.2壓縮蠕變試驗的試樣應符合GB/T1448的規定。6.1.3彎曲蠕變試驗的試樣應符合GB/T1449的規定。6.2試樣數量6.2.1試樣在每個測試溫度、每個應力水平下有效試樣的數量至少應符合以下要求：——不少于4個應力水平時為2個；——少于4個應力水平時為3個。6.2.2測試蠕變斷裂時，在每個測試溫度，每個應力水平下至少測試2個試樣。6.2.3當已知材料尺寸受溫度影響會發生明顯改變時，應增加對比試樣。在每個測試溫度下至少測試3個對比試樣。7狀態調節除特殊規定外，試樣的狀態調節按GB/T1446的規定。8試驗條件8.1測試溫度測試溫度的選擇取決于測試目的，參照下述規定選擇。——測試材料性能時，一般在常用的溫度范圍內至少選取2個測試溫度，通常選擇高溫條件，以合適的升溫梯度來反應材料隨著溫度變化時的蠕變特性。——為獲得設計參數時，測試溫度及環境應與實際產品的最終應用環境相同。——為獲得在1000h時產生1%應變所受的應力或與其他材料進行比對時，應在玻璃化轉變溫度范圍內選測試溫度，玻璃化轉變溫度測試方法應采用動態力學分析法。8.2應力水平8.2.1應力水平的選擇應按照下列規定，并推薦以相同的增量選擇應力水平，直至蠕變試驗超過——對表現為線彈性的材料，在每個測試溫度下應至少選擇3個應力水平。——對一些明顯受應力影響的材料，在每個測試溫度下應至少選擇4個應力水平。8.2.2測定1000h產生1%應變所受的應力時，應至少選擇3個應力水平。8.2.3蠕變斷裂測試時，每個測試溫度下至少選擇7個應力水平，使試樣在下述時間點附近產生破壞：1h、10h、30h、100h、300h、1000h、3000h。49試驗步驟9.1對試樣進行外觀檢查，有缺陷、不符合尺寸或制備要求的試樣，應予作廢。9.2將合格試樣編號、劃線，測量試樣工作段或跨中任意三點的寬度和厚度，取算術平均值。9.3將試樣安裝到拉伸蠕變夾具、壓縮蠕變夾具或彎曲蠕變試驗裝置中。當已知材料尺寸受溫度影響會發生明顯改變時，應在相同測試環境下放置對比試樣。9.4在試樣上安裝變形測量裝置。9.5按8.1和8.2的規定選擇測試溫度和應力水平，設置試驗溫度和初始應力。9.6根據GB/T9979的規定，對試樣進行保溫。保溫后迅速平穩加載至試驗載荷，加載過程宜在10s內完成。同種材料的一系列試驗應使用相同的加載速度。在加載至試驗載荷時開始計時。9.7測量試樣(及對比試樣)的伸長量、壓縮量或撓曲量，若變形量測量不是自動和連續記錄的，則按下和1000h等。如果蠕變應變曲線隨時間不連續或呈間斷式，則應提高讀取頻率。9.8測量并記錄試驗溫度、試驗環境溫度及濕度，若溫濕度測量不是自動記錄的，則應在測量變形量時記錄。9.9進行1000h產生1%應變所受的應力測試時，測量至少3個應力水平下1000h產生的應變，進而繪制出1000h的等時應力-應變曲線，通過插值法獲得產生1%應變的應力值。9.10進行蠕變斷裂測試時，測量材料的斷裂時間；對于在斷裂前存在明顯屈服特征的材料，斷裂時間為上述屈服特征的起始時間。進行蠕變斷裂測試時，推薦采用拉伸法。10試驗結果10.1蠕變模量10.1.1拉伸蠕變模量，按式(1)計算： (1)式中：E,.r——時間t時的拉伸蠕變模量，單位為兆帕(MPa);P——載荷，單位為牛頓(N);A——初始橫截面積，單位為平方毫米(mm2);L?.r——初始標距，單位為毫米(mm);(△L),.r——時間t時的伸長量，單位為毫米(mm)。10.1.2壓縮蠕變模量，按式(2)計算：E,c——時間t時的壓縮蠕變模量，單位為兆帕(MPa);L?.c——初始上下壓盤間距離，單位為毫米(mm);(△L),.c——時間t時的壓縮量，單位為毫米(mm)。10.1.3彎曲蠕變模量，按式(3)計算：5式中：E,.r——時間t時的彎曲蠕變模量，單位為兆帕(MPa);l——跨距，單位為毫米(mm);b——試樣寬度，單位為毫米(mm);h試樣厚度，單位為毫米(mm);S——時間t時的跨中位置撓曲量，單位為毫米(mm)。10.1.4當已知材料尺寸受溫度影響發生明顯改變，應對每個試樣的變形量進行修正，修正值為在相同時間點、相同溫度的3個對比試樣的平均變形量。拉伸蠕變測試時，對比試樣的變形若為壓縮變形，則修正值為正值；變形為伸長變形，則修正值為負值。壓縮蠕變測試時，對比試樣的變形為壓縮變形，則修正值為負值；變形為伸長變形，則修正值為正值。彎曲蠕變測試時，對比試樣的變形為向上的變形，則修正值為正值；對比試樣的變形為向下的變形，則修正值為負值。10.2蠕變曲線10.2.1如果試驗是在不同溫度下進行的，將原始數據按每一溫度表示為一系列蠕變應變對時間的蠕變曲線，見圖1。時問/h圖1不同應力水平下的蠕變應變隨時間的變化曲線10.2.2對每一個所采用的初始應力，按10.1計算得到的蠕變模量與時間繪制一系列曲線，如果試驗是在不同溫度下進行的，對每一溫度繪制出一條曲線，見圖2。6時間/h圖2不同應力水平下蠕變模量隨時間的變化曲線10.2.3進行蠕變斷裂測試時，用測試溫度下的應力、時間數據繪制出應力對時間對數的曲線，見圖3。時間/h圖3蠕變斷裂時應力-時間曲線10.2.4進行1000h產生1%應變所受的應力測試時，繪制1000h的等時應力-應變曲線。將不同應力水平下1000h的應力、應變數據表示在蠕變應力對蠕變應變的直角坐標系中，繪制得到1000h等時應力-應變曲線，見圖4