與傳統結構材料相比，聚合物基復合材料（PMC）具有更高的性能和柔韌性。然而，這些優勢是采用多種原材料并通過增加材料復雜性為代價的，因而對于這些材料的測試也帶來了一定的挑戰。
材料特性的基本表征包括在不同的載荷條件下進行一系列試驗——拉伸、壓縮、剪切和彎曲。復合材料具有各向異性（即力學性能取決于方向）和不均勻性（即材料成分不均勻，如增強纖維與樹脂基體）。對于關鍵的復合材料應用，通常需要進行其他更復雜的試驗來確定材料在使用條件下以及在典型環境中的耐久性。比如，評估航空航天工業復合材料沖擊后壓縮（CAI）試驗、風能行業疲勞載荷以及汽車碰撞防護的高速拉伸試驗都很重要。
目前，在復合材料領域業已形成了一系列國際和國家間測試標準（ASTM、EN、ISO、JIS），此外還有一些歷史標準仍在使用，如SACMA（高級復合材料供應商協會）和CRAG（復合材料研究咨詢小組）等發布的標準。此外，諸如Nadcap等審計機構還進一步定義了樣品校準等設備性能標準。以下將討論幾種更常見的復合材料力學試驗：
拉伸試驗
復合材料層合板的平面內拉伸試驗是對復合材料進行的最常見的試驗。此外，還對樹脂浸漬纖維束（絲束）進行拉伸試驗，來確定纖維性能，并對厚度試樣（從層壓板的厚截面上切下）進行拉伸試驗，以確定全厚度性能。
層壓板平面內拉伸試驗的標準有ASTM D3039、EN 2561和ISO 527-4/5。試樣通常與粘結片平行，以防止夾爪損壞材料并導致過早失效。由于可能發生過早的剪切破壞，因此不建議減小軌距截面的寬度；但是，復合材料試件寬度的適當減小，以及帶有高摩擦涂層的平夾爪的使用，可以消除對接片的需要。
壓縮試驗
復合材料層壓板壓縮試件要么在平行面上具有較短的，無支撐的標距，以防止屈曲；要么具有較長的標距長度，具有側向支撐以控制屈曲。試驗可通過剪切荷載、端部荷載或剪切荷載和端部荷載的組合進行加載。
各種壓縮試驗標準和夾具是經常使用的，如ASTM D695，ASTM D3410，ASTM D6641和ISO 14126，也可以在液壓夾具之間進行壓縮試驗，前提是它們對齊良好且具有較高的側向剛度。
剪切試驗
層間剪切強度試驗（ILSS）或短梁剪切試驗（SBS）是使用三點彎曲結構中加載的小試樣進行的簡單試驗。試樣厚度與支撐跨距之比沿試樣中心線產生剪切破壞。常用的ILSS標準包括ASTM D2344、EN 2563和ISO 14130。ILSS試驗提供的是表面強度值，而不是真實的材料特性；盡管如此，它仍是一種有效且廣泛使用的比較質量控制測試。
面內剪切性能可通過在纖維方向為±45度的樣品上進行拉伸試驗來測量。剪切應變由軸向和橫向應變測量確定。與ILSS試驗一樣，由于試樣中的應力是剪切應力和軸向應力的組合，因此該試驗不能提供剪切性能的真實值。該試驗的通用標準包括ASTM D3518和ISO 14129。
通常使用V型缺口樣品來確定設計的剪切性能，這些樣品會在缺口區域產生純剪切狀態（例如ASTM D7078和ASTM D5379）。
沖擊后壓縮（CAI）試驗
損傷容限是復合材料層壓板的一個主要問題，因為不可見的內部分層會導致強度的顯著降低。CAI測試主要用于考核材料的損傷容限。CAI試驗通常在矩形層壓板上進行，并且由兩部分組成。
在第一部分中，面板通過升降塔受到受控沖擊，然后將面板支撐在夾具中，并承受沿邊的壓縮載荷，直到失效為止。破壞載荷顯示了沖擊損傷后面板的剩余強度。CAI標準包括ASTM D7136、ASTM D7137和ISO 18352。
疲勞試驗
與復合材料上大量定義明確的“靜態”試驗相比，層合板疲勞試驗的情況更加開放。準確的對準和正確的夾持以避免夾爪附近的損傷很重要，高側向剛度也很重要，以防止在包括壓縮載荷的試驗中發生屈曲。
應注意的是，“靜態”壓縮試驗中使用的一些防屈曲導向裝置，如果由于摩擦效應而用于循環試驗，可能會出現問題。在對聚合物復合材料進行疲勞試驗時，最大測試頻率通常受到限制試件溫度升高的限制。例如，ISO 13003疲勞標準建議的最大溫升為10°C。
高速率測試
上文中描述的各種試驗類型是在各種標準規定的緩慢應變率下進行的。在某些情況下，例如在獲取用于模擬碰撞行為的材料數據時，需要在較高的應變率下進行試驗。通常，其目的是在一定的應變率范圍內繪制材料的應力-應變圖。
因此，可使用帶有高速力傳感器的升降塔或高速伺服液壓試驗機進行高速拉伸或壓縮試驗。在執行這類工作時，伺服液壓試驗機提供了更靈活的平臺，可以在更大的速度范圍內進行試驗，并且可以在試驗期間保持恒定的應變率。
其他機械測試
對于復合材料，還可以使用多種其他標準化的機械測試，其中包括撓曲測試、對帶有開孔和閉孔的樣品的拉伸和壓縮測試、軸承強度測試和層間斷裂韌性測試。
【來源：internet】
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