Без названия
Актуально на 04.11.2026.
Как цитировать: Без названия. https://bukva.ai/docs/bez-nazvaniya-4962
Документ 47918
Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 июня 2026 г. № 623-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ПРИ ПОПЕРЕЧНОМ РАСТЯЖЕНИИ СОЕДИНЕНИЙ УГЛЕКОМПОЗИТОВ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ
Polymer composites. Method for determination of cross tension strength of joints of carbon-fiber-reinforced plastics with metallic materials
19.020
Дата введения 1 декабря 2026 года
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Объединением юридических лиц «Союз производителей композитов» (Союзкомпозит)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 497 «Композиты, конструкции и изделия из них»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 июня 2026 г. № 623-ст
4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений международного стандарта ИСО 24360:2022 «Композиты и армирующие волокна — Пластмассы, армированные углеволокном (CFRPs) и металлические сборки — Определение прочности на поперечное растяжение» (ISO 24360:2022 «Composites and reinforcements fibres — Carbon fibre reinforced plastics (CFRPs) and metal assemblies — Determination of the cross tension strength», NEQ)
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на клеевые соединения многослойных полимерных композитов (ламинатов), изготовляемых из термореактивных или термопластичных полимеров, армированных углеродными волокнами (углекомпозитов), с металлическими материалами, и устанавливает метод определения прочности соединения при поперечном растяжении образцов углекомпозитов (далее — образцы) приложением к приспособлению для испытаний растягивающей или сжимающей нагрузки.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 166 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия
ГОСТ 12423 (ISO 291:2008) Пластмассы. Условия кондиционирования и испытания образцов (проб)
ГОСТ 28840 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования
ГОСТ 32794 Композиты полимерные. Термины и определения
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 32794, а также следующие термины с соответствующими определениями:
| адгезионное разрушение: Разрушение полимерного композита или клеевого соединения по границе раздела фаз. [ГОСТ 32794-2014, статья 2.1.1] |
|---|
| когезионное разрушение: Разрушение полимерного композита по объему матрицы или наполнителя, а не по границе раздела фаз. [ГОСТ 32794-2014, статья 2.1.97] |
|---|
3.3 предел прочности при поперечном растяжении, МПа: Максимальное механическое напряжение, которое выдерживает образец при испытании на поперечное растяжение, определяемое путем деления максимального числового значения приложенной силы поперечного растяжения на числовое значение площади области склеивания.
3.4 сила поперечного растяжения, Н: Сила, прикладываемая к испытуемому образцу через приспособление для испытаний растягивающей или сжимающей нагрузкой при испытании на поперечное растяжение.
4 Сущность метода
4.1 Сущность метода заключается в проведении испытания образцов, состоящих из склеенных между собой пластин многослойного углекомпозита (ламината) и металлического материала, поперечным растяжением с постоянной скоростью деформирования.
4.2 Для получения результатов испытаний образец в виде двух склеенных пластин прямоугольного сечения устанавливают в специальное приспособление, которое помещают между захватами испытательной машины, и прикладывают к приспособлению растягивающую или сжимающую нагрузку.
4.3 Для проведения испытаний применяют два типа образцов:
- без нанесения надрезов в ламинате по линиям соединения пластин (тип А, см. рисунок 1);
- с нанесенными надрезами (тип Б, см. рисунок 1).
| Тип А | Тип Б |
1 — пластина из углекомпозита; 2 — пластина из металла
Рисунок 1 — Образцы для испытаний
5 Оборудование
5.1 Испытания проводят на испытательной машине по ГОСТ 28840, обеспечивающей нагружение с заданной постоянной скоростью перемещения активного захвата и измерение нагрузки с погрешностью не более +/- 1% от измеряемой величины.
5.2 Испытательная машина должна быть оснащена двумя захватами для крепления приспособлений при испытаниях образцов поперечным растяжением путем приложения к приспособлению растягивающей или сжимающей нагрузки соответственно (в зависимости от типа примененного приспособления). Захваты должны обеспечивать достаточное сжатие захватных частей приспособлений, чтобы избежать их проскальзывания, и совпадение направления приложения силы с продольной осью образца на протяжении всего испытания.
5.3 Для проведения испытаний применяют приспособления, обеспечивающие приложение поперечной растягивающей нагрузки к испытуемому образцу.
Конструкция приспособления для проведения испытания образцов на поперечное растяжение приложением к приспособлению растягивающей нагрузки приведена в приложении А, для выполнения испытания образцов приложением к приспособлению сжимающей нагрузки — в приложении Б.
5.4 Для измерения геометрических размеров образцов (длина, ширина, толщина) применяют штангенциркуль по ГОСТ 166 с ценой деления 0,01 мм и пределом допускаемой погрешности +/- 0,03 мм.
5.5 По согласованию с заказчиком испытаний допускается применение иных средств измерений, обеспечивающих проведение измерений с требуемыми показателями точности.
6 Образцы для испытаний
6.1 При проведении испытаний используют не менее пяти образцов.
6.2 Для испытаний применяют образцы, состоящие из двух прямоугольных пластин, как показано на рисунке 1.
6.3 Образцы изготовляют из пластин углекомпозита и металла двумя способами.
6.3.1 Первый способ состоит в склеивании двух заранее изготовленных прямоугольных пластин заданного размера для получения перекрестного образца типа А.
6.3.1.1 Перед склеиванием пластин из углекомпозита и металла проводят не менее трех измерений толщины каждой из пластин. Толщину пластин измеряют в пяти местах: по четырем краям пластин и в середине. Затем определяют среднеарифметическое значение измеренных показателей и записывают их в протокол испытаний.
6.3.1.2 Клей подготавливают в соответствии с процедурой, указанной в документах по стандартизации (стандарте организации, технических условиях) или иной технической документации производителя клея. Слой клея наносят в области наложения пластин друг на друга, как показано на рисунке 1 (тип А), и выдерживают, как указано производителем клея. По истечении установленного времени пластины соединяют вместе (см. рисунок 1, тип А) и сжимают с обеих сторон в соответствии с рекомендациями производителя клея.
6.3.1.3 Время и условия склеивания пластин должны быть такими, как указано производителем клея или согласовано между заказчиком испытаний и испытательной лабораторией, и должны быть внесены в протокол испытаний.
6.3.1.4 Толщину клеевого слоя выбирают в соответствии с техническими требованиями к испытуемому материалу или изделию, устанавливаемыми в документах по стандартизации и/или иной технической документации производителя материала или изделия или по согласованию между заказчиком испытаний и испытательной лабораторией.
6.3.2 Второй способ предусматривает разрезание панели размером 260 x 150 мм из заранее склеенных между собой листов ламината из углекомпозита толщиной 4 мм и металла толщиной 4 мм на образцы крестообразной формы заданного размера, как показано на рисунке 1 (тип Б) и на рисунке 2.
1 — образец для испытаний; 2 — технологический припуск
Рисунок 2 — Панель для изготовления образцов типа Б
6.3.2.1 Процедура склеивания листов ламината из углекомпозита и металла аналогична процедуре склеивания пластин для получения перекрестного образца типа А по 6.3.1.1 — 6.3.1.4. Время и условия склеивания листов должны быть внесены в протокол испытаний.
6.3.2.2 Затем в образцах делают надрезы на ламинате. Надрез должен доходить до клеевого слоя, при этом необходимо следить за тем, чтобы слой углекомпозита был полностью разрезан, а полученный образец для испытаний соответствовал образцу типа Б, как показано на рисунке 3.
1 — пластина из углекомпозита; 2 — пластина из металла; 3 — клеевой слой; a — надрез до клеевого слоя, исключающий его повреждение и образование насечки на металлической пластине; b — ширина надреза
Рисунок 3 — Образец типа Б с надрезом
6.4 Область склеивания образцов в соответствии с настоящим стандартом должна иметь квадратную форму размером 25 x 25 мм.
По согласованию между заказчиком испытаний и испытательной лабораторией допускается применять образцы типа А с круглой формой области склеивания диаметром 20 мм, приведенные на рисунке В.1. Требования к таким образцам определяются по согласованию между заказчиком испытаний и испытательной лабораторией.
Примечание - В приложении В приведена справочная информация о влиянии геометрической формы области склеивания на числовые значения показателей прочности при поперечном растяжении образцов и их отклонения от средних значений.
6.5 Образцы должны иметь гладкую наружную поверхность, без вздутий, сколов, трещин, расслоений, вмятин, натеков смолы (для углекомпозитных пластин) и других дефектов, видимых невооруженным глазом.
6.6 Время от окончания изготовления пластин из углекомпозита или листов ламината из углекомпозита до изготовления из них образцов для испытаний должно составлять не менее 16 ч.
7 Подготовка к проведению испытаний
7.1 Если не указано или не согласовано иное, то перед испытанием образцы кондиционируют не менее 88 ч в стандартной атмосфере 23/50 по ГОСТ 12423.
7.2 Проводят входной контроль образцов по внешнему виду на соответствие требованиям 6.5.
7.3 Образцы, прошедшие контроль по внешнему виду, маркируют таким образом, чтобы метки не влияли на результаты испытаний.
7.4 Проводят не менее трех измерений длины, ширины и толщины образца, а также длины и ширины области склеивания. Толщину образца измеряют в пяти местах: по четырем краям образца и в середине области склеивания (см. рисунок 1). Затем вычисляют толщину клеевого слоя вычитанием из толщины образца толщины части пластины из углекомпозита и части пластины из металла, измеренных по 6.3.1.1, а также площадь области склеивания.
7.5 По результатам измерений длины, ширины и толщины образцов, а также длины и ширины области склеивания, вычисления толщины клеевого слоя и площади области склеивания определяют среднеарифметическое значение измеренных и вычисленных показателей и записывают их в протокол испытаний.
8 Проведение испытаний
8.1 Испытания проводят в помещении при температуре и относительной влажности окружающего воздуха, соответствующих стандартной атмосфере 23/50 по ГОСТ 12423.
8.2 Образец для испытаний устанавливают в соответствующее приспособление, как показано на рисунке А.1 (для проведения испытания на поперечное растяжение образцов растягивающей нагрузкой) и на рисунке Б.1 (для выполнения испытания на поперечное растяжение образцов сжимающей нагрузкой), после чего приспособление устанавливают в испытательную машину.
8.3 Если не указано или не согласовано иное, то образец равномерно нагружают с постоянной скоростью перемещения активного захвата от 1,0 до 2,0 мм/мин с записью значений перемещения в зависимости от приложенной нагрузки и регистрируют максимальное значение приложенной силы поперечного растяжения, которую выдержал образец до его разрушения.
8.4 Регистрируют тип разрушения для каждого образца в соответствии с приложением Г. Если наблюдается тип разрушения, не указанный в приложении Г, эту информацию вносят в протокол испытаний.
9 Обработка результатов
9.1 Строят график зависимости «нагрузка-перемещение» для каждого испытанного образца, как показано на рисунке 4.
X — ось перемещения; Y — ось приложенной нагрузки; 1 — точка на графике, соответствующая максимальному значению приложенной силы поперечного растяжения
Рисунок 4 — Пример графика зависимости «нагрузка-перемещение»
9.2 Максимальное значение силы поперечного растяжения определяют в точке 1 (см. рисунок 4).
9.3 Предел прочности на поперечное растяжение клеевого соединения определяют делением максимального числового значения приложенной силы поперечного растяжения, Н, на числовое значение площади области склеивания (см. рисунок В.1), мм2. Полученное значение предела прочности на поперечное растяжение выражают в мегапаскалях.
10 Протокол испытаний
Результаты проведения испытаний оформляют в виде протокола, содержащего:
- ссылку на настоящий стандарт;
- дату проведения испытаний;
- должности, фамилии, инициалы работников, проводивших испытания;
- все данные, необходимые для полной идентификации примененного клея, включая тип, марку, данные производителя, номер партии и т.д.;
- все данные, необходимые для полной идентификации примененного углекомпозитного материала;
- все данные, необходимые для полной идентификации примененного металлического материала;
- описание процесса склеивания, включая метод нанесения клея, условия сушки и предварительной выдержки (где применимо), время отверждения или схватывания, а также температуру и давление в процессе отверждения или схватывания;
- среднеарифметическое значение толщины клеевого слоя после завершения процесса склеивания, а также средства измерения, используемые для контроля данного показателя;
- полное описание образцов, включая их среднеарифметические размеры, процедуру изготовления образцов (образцы изготовлены по отдельности или из панелей), количество панелей, использованных для изготовления образцов (в случае изготовления образцов из панелей), процедуру и условия вырезания образцов из панелей, количество отдельных испытанных образцов и их маркировку;
- отдельные значения, среднее значение и стандартное отклонение площади области склеивания, мм2;
- способ кондиционирования образцов и условия проведения испытания в случаях, отличающихся от предусмотренных в настоящем стандарте;
- типы средств измерений, заводские номера, свидетельства о поверке (сертификаты о калибровке);
- скорость нагружения образцов;
- отдельные значения, среднее значение и стандартное отклонение прочности на поперечное растяжение клеевого соединения, определяемые приложением к приспособлению растягивающей нагрузки, МПа;
- отдельные значения, среднее значение и стандартное отклонение прочности на поперечное растяжение клеевого соединения, определяемые приложением к приспособлению сжимающей нагрузки, МПа;
- описание типа разрушения каждого образца в соответствии с приложением Г (если наблюдается иной тип разрушения, в протокол вносится подробная информация о данном типе разрушения);
- график зависимости «нагрузка-перемещение» и фотографии образцов до и после проведения испытаний (по согласованию между заказчиком испытаний и испытательной лабораторией);
- любые отклонения от положений настоящего стандарта, которые могли повлиять на результаты (при наличии).
КОНСТРУКЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЯ НА ПОПЕРЕЧНОЕ РАСТЯЖЕНИЕ ОБРАЗЦОВ ПРИЛОЖЕНИЕМ РАСТЯГИВАЮЩЕЙ НАГРУЗКИ
Конструкция приспособления для проведения испытания на поперечное растяжение образцов приложением растягивающей нагрузки приведена на рисунке А.1. Составные части приспособления приведены на рисунках А.2 — А.6.
1 — переходник шарнирного типа к захвату испытательной машины (захватная часть приспособления); 2 — стержень; 3 — переходник шарнирного типа к верхнему зажиму образца; 4 — стержень; 5 — верхний зажим образца; 6 — нижний зажим образца (захватная часть приспособления); 7 — образец для испытаний
Рисунок А.1 — Приспособление для испытания образцов приложением растягивающей нагрузки
Рисунок А.2 — Переходник шарнирного типа к захвату испытательной машины (захватная часть приспособления, см. рисунок А.1, позиция 1)
Рисунок А.3 — Стержень (см. рисунок А.1, позиции 2 и 4)
Рисунок А.4 — Переходник шарнирного типа к верхнему зажиму образца (см. рисунок А.1, позиция 3)
Рисунок А.5 — Верхний зажим образца (см. рисунок А.1, позиция 5)
Рисунок А.6 — Нижний зажим образца (захватная часть приспособления, см. рисунок А.1, позиция 6)
КОНСТРУКЦИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЯ НА ПОПЕРЕЧНОЕ РАСТЯЖЕНИЕ ОБРАЗЦОВ ПРИЛОЖЕНИЕМ СЖИМАЮЩЕЙ НАГРУЗКИ
Конструкция приспособления для проведения испытания на поперечное растяжение образцов приложением сжимающей нагрузки приведена на рисунке Б.1. Составные части приспособления приведены на рисунках Б.2 — Б.3.
1 — верхняя захватная часть приспособления; 2 — образец для испытаний; 3 — зажим образца (нижняя захватная часть приспособления)
Рисунок Б.1 — Приспособление для испытания образцов приложением сжимающей нагрузки
Рисунок Б.2 — Верхняя захватная часть приспособления (см. рисунок Б.1, позиция 1)
Рисунок Б.3 — Зажим образца (нижняя захватная часть приспособления, см. рисунок Б.1, позиция 3)
ИНФОРМАЦИЯ О ВЛИЯНИИ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ОБЛАСТИ СКЛЕИВАНИЯ НА ЧИСЛОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЧНОСТИ И ИХ ОТКЛОНЕНИЯ ОТ СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ
В.1 Для определения оптимальной геометрической формы области склеивания (квадратная или круглая) проведена оценка числовых значений прочности на поперечное растяжение образцов и их отклонения от средних значений с двумя типами областей склеивания в образцах. На рисунке В.1 а) показан образец с областью склеивания квадратной формы размерами 25 x 25 мм.
| а) Квадратная форма | б) Круглая форма |
1 — квадратная область склеивания размером 25 x 25 мм; 2 — область маски; 3 — круглая область склеивания диаметром 20 мм
Рисунок В.1 — Формы области склеивания в образцах для испытаний на поперечное растяжение
В.2 Испытуемый образец типа А позволяет настраивать область и форму склеивания образцов с помощью маски, как показано на рисунке В.1 б). Испытуемые образцы из термопласта (полиамид 6), армированного углеродным волокном, и алюминиевого сплава марки AW 5052 (см. [1]) (AW 5052) изготавливались с двумя типами клеев и пластинами из алюминия, подвергнутыми четырем различным видам обработки поверхности (AN, ANO, NMT5, NMT2). Различная обработка поверхности алюминия приводит к различным характеристикам его поверхности с точки зрения размеров и форм пор, как показано на изображениях сканирующей электронной микроскопии, приведенных на рисунке В.2.
Рисунок В.2 — Микрофотографии, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии, демонстрирующие особенности поверхности алюминия после поверхностной обработки
В.3 Полиамид 6, армированный углеродным волокном, и AW 5052 склеивались методом горячего прессования при температуре 250 °C в течение 10 мин с помощью неориентированной пленки полиамида 6 (RayfanTM NO; Toray Advanced Film CO., Ltd.) или эпоксидного клея (DP460; 3M), отверждаемого при температуре 100 °C в течение 30 мин.
В.4 В таблице В.1 и на рисунке В.3 приведены результаты, полученные по пяти результатам испытаний.
Прочность на поперечное растяжение образцов из углекомпозита CFRTP (термопластичный углекомпозит) и алюминиевого сплава AW 5052 при различных условиях склеивания
| а) Область склеивания квадратной формы | б) Область склеивания круглой формы |
X — номера видов образцов в соответствии с таблицей В.1; Y — значение прочности на поперечное растяжение
Рисунок В.3 — Средние значения прочности на поперечное растяжение со стандартными отклонениями образцов из полиамида 6, армированного углеволокном, и алюминиевого сплава AW 5052 с различными условиями склеивания
Образец с круглой областью соединения имеет более высокие значения прочности на поперечное растяжение во всех образцах, чем соответствующие образцы с квадратной областью склеивания.
Значения прочности на поперечное растяжение, полученные с образцами с круглой областью склеивания, показывают меньшие стандартные отклонения, чем с образцами с квадратной областью склеивания.
Площадь и геометрическая форма области склеивания должны быть одинаковыми во всех сериях испытаний.
Круглая область склеивания обеспечивает меньший разброс числовых значений показателей прочности на поперечное растяжение, и, таким образом, сравнительные исследования прочности клеевого соединения могут быть выполнены наиболее точно с применением данных видов образцов.
ТИПЫ РАЗРУШЕНИЙ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Типы разрушений клеевых соединений приведены в таблице Г.1.
Типы разрушений клеевых соединений
БИБЛИОГРАФИЯ
Иллюстрации
