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复合材料夹层结构剪切性能测试标准对比
夹芯板是一种由两层金属（或其他材料）面板和中间填充的高分子隔热材料组成的复合板材，随着现代航空航天、汽车和建筑等领域对材料性能要求的不断提高，夹芯板因其轻质、高强度、高刚度和耐腐蚀性等优异特性而得到广泛应用。
各类复合材料
在复合材料结构中，夹芯板作为一种典型的承载结构，其剪切性能直接影响到整体结构的力学行为。不同国家和地区针对夹芯板的剪切性能测试制定了相应的标准，其中 GB/T 1455 和 ASTM C273 是两种常用的测试方法。对比两种测试方法的硬件需求、测试流程及其在夹芯板剪切性能测试中的应用对客户非常有意义。
试样形状示意图
通常样品的尺寸宽度不小于 50mm，且必须保证样品的对称性与均匀性。此外，ASTM 标准对面板与核心材料的密度差异也有明确的要求，以确保测试结果的准确性。
提供两种夹具：一种用于拉伸剪切测试，另一种用于压缩剪切测试。两种夹具都配有常规 15mm 厚金属板。任何一种夹具都可以测试包括蜂窝芯结构和连续芯结构（如泡沫或轻木）在内的各种不同的夹层芯材料，并且在金属板两侧均需安装变形计和附件。
在测定平面剪切模量时，需要施加初载（破坏载荷的 5%）直至（破坏载荷的 20%）观察两侧变形计读数基本一致后，卸至初载，按照推荐的 0.5mm/min-1mm/min 加载至破坏。
拉剪试验装置示意图
同样要求使用两种模式的夹具进行拉伸剪切和压缩剪切测试，但只需要在金属板一侧安装变形计，测试仅需按照推荐的 0.5mm/min 加载至试样破坏。
主要通过记录样品破坏时的载荷值来计算剪切强度。标准规定了载荷与样品破坏面之间的关系，平面剪切强度的计算公式也较为直接，测试人员需记录破坏的模式。
该标准的计算方法更为细致，需综合考虑剪切载荷与试样形变的关系。在芯子剪切模量的计算中，计算模量的两点必须记录下来，这样更有利于数据对比和分析。此外，ASTM C273 标准对样品的破坏模式有详细的描述和要求，测试人员需记录破坏的类型与 GB/T 1455 一致，以便分析剪切失效机制。
由于 GB/T 1455 和 ASTM C273 在测试条件、样品尺寸、载荷施加方式等方面的差异，导致两者在测试过程中可能得到不同的剪切强度结果。
GB/T 1455 标准由于对样品尺寸和测试装置的要求较为宽松，因此可能在实际应用中适用于更大范围的夹芯板材料和结构。
而 ASTM C273 标准则更为严格，通常得到的测试结果更为精确，但对材料的适用范围可能有所局限。
在实际测试中，夹芯板的剪切破坏模式可能因标准的不同而有所差异。
GB/T 1455 标准通常观察到的剪切失效模式为面板剥离或核心材料压溃；而在 ASTM C273 标准下，由于测试过程中对夹芯板核心和面板的夹紧要求较高，因此可能更多地观察到面板剥离与核心压溃共同作用的失效模式。这些差异可能与标准中对剪切力施加方式和加载速率的不同要求有关。
GB/T 1455 与 ASTM C273 标准均为评估夹芯板剪切性能的有效方法，但由于其测试条件和实验流程的差异，导致了在应用中的一定差别。
GB/T 1455 的要求更为宽松，适用于大范围的夹芯板材料，但可能在精度和结果可比性方面略逊一些；而 ASTM C273 则在测试精度和数据处理方面较为严格，适用于对测试结果要求更高的场合。
选择哪种标准应依据实际应用需求和测试精度要求来决定。在实际应用中，工程师可以根据项目要求选择适当的标准，以确保结构的安全性与可靠性。
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