ГОСТ Р 72735-2026. Национальный стандарт Российской Федерации. Композиты полимерные. Метод определения прочности на сдвиг соединений углекомпозитов с металлическими материалами
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 04.06.2026 № 612-ст)
Примечание
Документ вводится в действие с 01.12.2026.
Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 июня 2026 г. № 612-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ НА СДВИГ СОЕДИНЕНИЙ УГЛЕКОМПОЗИТОВ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ
Polymer composites. Method for determination of shear 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 4 июня 2026 г. № 612-ст
4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений международного стандарта ИСО 22841:2021 «Композиты и армирующие волокна. Пластмассы, армированные углеволокном (CFRPs) и металлические сборки. Определение прочности на сдвиг при соединении внахлест» (ISO 22841:2021 «Composites and reinforcements fibres — Carbon fibre reinforced plastics (CFRPs) and metal assemblies — Determination of the tensile lap-shear 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 на сдвиг при приложении растягивающей нагрузки.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 166 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия
ГОСТ 2679 (ISO 2296:2011) Фрезы прорезные и отрезные. 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.
4 Сущность метода
Сущность метода заключается в испытании на сдвиг образцов в виде прямоугольных пластин, состоящих из склеенных между собой частей пластин из многослойного углекомпозита (ламината) и металлического материала, нагружением с постоянной скоростью растягивающей нагрузкой параллельно области склеивания вдоль главной оси образца.
5 Оборудование
5.1 Испытания проводят на испытательной машине по ГОСТ 28840, обеспечивающей нагружение образца с заданной постоянной скоростью перемещения активного захвата, измерение нагрузки с погрешностью не более +/- 1% от измеряемой величины.
5.2 Испытательная машина должна быть подобрана таким образом, чтобы нагрузка разрушения образца находилась в интервале от 10% до 80% диапазона измерения испытательной машины.
5.3 Испытательная машина должна быть оснащена двумя самоцентрирующимися захватами для установки образца. Захваты должны обеспечивать надежное крепление образца в положении, когда его продольная ось симметрии совпадает с осью приложения нагрузки и проходит через осевую линию захвата. Распределенное усилие, которым захваты удерживают образец, не должно приводить к его разрушению в зажимаемой области.
5.4 Для измерения геометрических размеров образцов применяют штангенциркуль по ГОСТ 166 с ценой деления 0,01 мм и пределом допускаемой погрешности +/- 0,03 мм.
5.5 Электрический секундомер с погрешностью измерения интервалов времени +/- 0,015 с в интервале от 1,0 до 10,0 мин или иные средства измерений времени, обеспечивающие измерение временного интервала по 8.3 (по согласованию между заказчиком испытаний и испытательной лабораторией).
5.6 По согласованию с заказчиком испытаний допускается применение иных средств измерений, обеспечивающих проведение измерений с требуемыми показателями точности.
6 Образцы для испытаний
6.1 Для испытаний используют не менее пяти образцов.
6.2 Для испытаний применяют образцы, представляющие собой прямоугольные пластины с вырезанными пазами соответствующих форм и размеров, как показано на рисунке 1.
1 — часть пластины из углекомпозита; 2 — клеевой слой; 3 — часть пластины из металла; a — пазы, прорезанные до клеевого слоя, исключающие его повреждение; b — ширина пазов; c — область склеивания, подвергаемая нагружению при испытании
Рисунок 1 — Образец для испытаний
6.3 Образцы изготавливают разрезанием прямоугольной панели размером 260 x 150 мм (см. рисунок 2), из заранее склеенных между собой прямоугольных листов ламината из углекомпозита толщиной (3 +/- 0,3) мм и металла толщиной (3 +/- 0,25) мм размерами 260 x 150 мм на прямоугольные пластины заданного размера, как показано на рисунке 1.
1 — пазы, прорезаемые на листе панели из углекомпозита; 2 — пазы, прорезаемые на листе панели из металла; a — границы обрезки технологических припусков склеенной панели
Рисунок 2 — Панель для изготовления образцов
6.4 Для изготовления прямоугольной панели, приведенной на рисунке 2, отрезают лист из предварительно отформованного ламината и лист металла размерами 260 x 150 мм и собирают их в группу из двух листов. По согласованию между заказчиком испытаний и испытательной лабораторией склеиваемые поверхности листов материалов могут быть отшлифованы.
Перед склеиванием пластин из углекомпозита и металла проводят не менее трех измерений толщины каждой из пластин. Толщину пластин измеряют по обеим длинным сторонам пластин в трех местах: по краям и в середине. Затем определяют среднеарифметическое значение измеренных показателей и записывают их в протокол испытаний.
6.5 Клей подготавливают в соответствии с процедурой, указанной в документах по стандартизации (СТО, ТУ) или иной технической документации производителя клея. Клей наносят на лист металла или углекомпозита и выдерживают, как указано производителем клея. По истечении указанного времени листы соединяют в панель и сжимают с обеих сторон в соответствии с рекомендациями производителя клея.
Время и условия склеивания листов должны быть такими, как указано производителем клея или согласовано между заказчиком испытаний и испытательной лабораторией, и должны быть внесены в протокол испытаний.
Толщина клеевого слоя выбирается 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.
6.6 После завершения процедуры склеивания обрезают технологические припуски склеенной панели, как показано на рисунке 2 (для исключения производственных краевых эффектов). Обрезку выполняют с помощью алмазной фрезы с водяным охлаждением с поднутрением боковых поверхностей или любым другим методом, который дает одинаково удовлетворительные результаты.
Примечание - Алмазная фреза обеспечивает более высокое качество кромки.
6.7 На обеих сторонах склеенной панели (со стороны листа углекомпозитного ламината и со стороны листа металла) прорезают пазы одинаковой ширины, как показано на рисунке 1 (на рисунке 1 пазы обозначены символом a) и на рисунке 2.
6.7.1 Прорезку пазов выполняют с помощью дисковых фрез, предназначенных для прорезки пазов и отрезных работ. Например, могут быть применены дисковые фрезы по ГОСТ 2679. По согласованию между заказчиком испытаний и испытательной лабораторией допускается применение иного оборудования для выполнения прорезки пазов, обеспечивающего соблюдение требований по 6.7.2.
6.7.2 Пазы по глубине должны доходить до клеевого слоя, при этом необходимо следить за тем, чтобы слой углекомпозита (со стороны листа углекомпозитного ламината) и слой металла (со стороны металлического листа) были полностью разрезаны, а полученный образец для испытаний соответствовал образцу, приведенному на рисунке 1.
6.7.3 Рекомендуемая ширина пазов составляет от 2 до 8 мм. Применяемая для конкретного испытания ширина пазов определяется по согласованию между заказчиком испытаний и испытательной лабораторией и должна быть внесена в протокол испытаний.
6.8 После прорезывания пазов на панели из нее вырезают отдельные образцы в виде пластин (см. рисунок 1). Нарезку образцов из панелей проводят согласно карте (чертежу) раскроя с помощью алмазной фрезы с водяным охлаждением, лазерной или гидроабразивной резкой.
Примечание - Алмазная фреза обеспечивает более высокое качество кромки.
6.9 Образцы для испытания отбирают так, чтобы от каждой панели для испытаний было отобрано равное количество образцов одинаковых размеров.
6.10 Образцы должны иметь гладкую наружную поверхность без вздутий, сколов, трещин, расслоений, вмятин, натеков смолы (для углекомпозитных частей пластин) и других дефектов, видимых невооруженным глазом.
6.11 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 6.10.
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 трех местах: по краям 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 6.4, 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, 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 зажимы захватов испытательной машины так, чтобы прорезанные пазы находились примерно в 5 мм от конца зажимов. Образец должен быть точно выровнен, а пары зажимов должны находиться прямо друг над другом и в таком положении, чтобы воображаемая прямая вертикальная линия проходила через центр основного слоя и через точки подвеса захватов.
Примечание - Испытания образцов из каждой панели следует проводить в пронумерованной последовательности и помещать их в зажимы поочередно так, чтобы в одном случае верхний прорезанный паз был слева, а в другом случае — справа.
8.3 Образец равномерно нагружают с заданной скоростью перемещения активного захвата так, чтобы разрушение происходило в течение (60 +/- 20) с, если не согласованы иные скорости перемещения, и регистрируют максимальное значение силы, которую выдержал образец до его разрушения.
8.4 Регистрируют тип разрушения для каждого образца в соответствии с приложением А. Если наблюдается тип разрушения, не указанный в приложении А, то эту информацию вносят в протокол испытаний.
9 Обработка результатов
Предел прочности на сдвиг клеевого соединения определяют делением максимального числового значения приложенной силы, выраженной в Н, на числовое значение площади области склеивания, выраженной в мм2, подвергаемой нагружению при испытании (см. рисунок 1). Полученное значение предела прочности на сдвиг представляют в МПа.
Примечание — В приложении Б приведены данные о статистических результатах межлабораторных испытаний образцов в соответствии с [1].
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, площадь области склеивания, подвергаемой нагружению при испытании, выраженной в мм2, количество панелей, использованных для изготовления образцов, процедуру и условия вырезания образцов из панелей, количество отдельных испытанных образцов и их маркировку;
- 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 максимальной силы, которую выдержал образец, выраженные в Н;
- отдельные значения, среднее значение и стандартное отклонение прочности на сдвиг клеевого соединения, выраженные в МПа;
- описание типа разрушения каждого образца в соответствии с приложением А (если наблюдается иной тип разрушения, в протокол вносится подробная информация о данном типе разрушения);
- фотографии образцов до и после проведения испытаний (по согласованию между заказчиком испытаний и испытательной лабораторией);
- любые отклонения от настоящего стандарта, которые могли повлиять на результаты (при наличии).
ТИПЫ РАЗРУШЕНИЙ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Типы разрушений клеевых соединений приведены в таблице А.1.
Типы разрушений клеевых соединений
РЕЗУЛЬТАТЫ МЕЖЛАБОРАТОРНЫХ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ
Б.1 Условия испытания по определению прочности на сдвиг для растягивающего усилия при соединении внахлест
Форма образца (см. рисунок 1).
Все образцы были изготовлены в одной производственной компании, расположенной в Японии и доставлены в каждую лабораторию, участвующую в сравнительных испытаниях.
Б.1.2 Скорость нагружения образцов
Б.2 Участники межлабораторных испытаний
В межлабораторных испытаниях идентичного материала для определения показателя «прочность на сдвиг для растягивающего усилия при соединении внахлестку» участвовали испытательные лаборатории из пяти стран (Япония, Китай, Индия, Германия, Соединенное Королевство).
Таблица Б.1 содержит результаты проведенных межлабораторных испытаний испытуемых образцов, изготовленных и направленных в испытательные лаборатории одной производственной организацией.
Б.3 Статистическая обработка результатов
Б.3.1 Таблица Б.2 содержит статистические результаты испытаний, полученные в соответствии с требованиями [3].
Примечание — Из-за ограниченного числа лабораторий, участвующих в испытаниях, приведенные в таблице Б.2 значения показателей r и R предназначены только для рассмотрения приблизительной точности этого метода испытаний, поскольку эти данные являются специфическими для межлабораторных испытаний и могут не быть репрезентативными для других партий аналогичных материалов, условий проведения испытаний или испытаний в иных лабораториях.
Б.3.2 Повторяемость r — близость соответствия результатов последовательных измерений одного и того же показателя свойств, когда они проводятся в одних и тех же условиях измерения (измерения проводятся одним человеком или прибором на одном и том же образце, в одних и тех же условиях и в течение короткого периода времени).
Б.3.3 Воспроизводимость R — близость соответствия результатов испытаний, проводимых в соответствии с одним и тем же методом испытаний (при одинаковых условиях проведения испытаний одно и то же испытание дает один и тот же результат).
Результаты определения прочности на сдвиг для растягивающего усилия при соединении внахлестку, полученные от пяти лабораторий
Данные о точности определения прочности на сдвиг для растягивающего усилия при соединении внахлестку
БИБЛИОГРАФИЯ
| УДК 691.419.8:006.354 | ОКС 83.120 19.020 |
| Ключевые слова: композиты полимерные, углекомпозиты, клеевые соединения углекомпозитов с металлическими материалами, прочность клеевого соединения на сдвиг | |