一、標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)信息

項目內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)號ASTM D7136/D7136M-20中文名稱纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料落錘沖擊事件抗損傷性的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法英文名稱Standard Test Method for Measuring the Damage Resistance of aFiber-Reinforced Polymer Matrix Composite to a Drop-Weight ImpactEvent發(fā)布日期2020-10-01 -1-9標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)現(xiàn)行有效（2020年發(fā)布，2025年4月被標(biāo)記為歷史版本，仍有新版正在開發(fā)）-4-9總頁數(shù)16頁 -3-4技術(shù)委員會ASTM D30.05（復(fù)合材料分技術(shù)委員會）-3發(fā)布單位美國材料與試驗協(xié)會（ASTM International）-2ICS分類號83.120（增強(qiáng)塑料）-3適用范圍適用于測定多向聚合物基復(fù)合材料層合板在落錘沖擊事件下的抗損傷性。復(fù)合材料形式限于連續(xù)纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料-1-2。修改程序可用于夾層結(jié)構(gòu)抗損傷性能測定（見D7766/D7766M）-1-2

二、檢測服務(wù)簡介

化學(xué)工業(yè)合成材料老化質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心是獲得CMA/CNAS雙資質(zhì)認(rèn)證的檢測機(jī)構(gòu)。本中心依據(jù)ASTMD7136/D7136M-20《纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料落錘沖擊事件抗損傷性的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》guojibiaozhun，提供各類聚合物基復(fù)合材料的落錘沖擊抗損傷性能檢測服務(wù)，出具國際互認(rèn)的檢測報告。

落錘沖擊抗損傷性能是評價纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在集中面外沖擊載荷下抵抗損傷能力的關(guān)鍵指標(biāo)。該試驗方法模擬材料在實際使用中可能遭受的低能量沖擊（如工具跌落、冰雹撞擊、飛石沖擊），通過標(biāo)準(zhǔn)化落錘沖擊在層壓板上引入可控?fù)p傷，并根據(jù)產(chǎn)生的損傷尺寸和類型量化材料的抗損傷能力-1-6。

本方法可用于材料抗損傷性能的篩選，也可為試樣引入損傷以進(jìn)行后續(xù)的損傷容限試驗。當(dāng)與ASTMD7137/D7137M（沖擊后壓縮試驗）配合使用時，整個測試序列通常稱為沖擊后壓縮（CAI）方法-1-3。

適用材料典型產(chǎn)品碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料飛機(jī)蒙皮、機(jī)翼壁板、機(jī)身結(jié)構(gòu)、導(dǎo)彈殼體玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料風(fēng)電葉片、船艇結(jié)構(gòu)、汽車部件多向?qū)訅喊鍦?zhǔn)各向同性層壓板、[45/0/-45/90]ns鋪層結(jié)構(gòu)件預(yù)浸料層壓板航空航天結(jié)構(gòu)件、高性能復(fù)合材料制品

三、測試原理

試驗原理：采用帶有半球形沖擊器的落錘裝置，對平坦的矩形復(fù)合材料層壓板施加面外集中沖擊-1-2。沖擊器的勢能由質(zhì)量和跌落高度預(yù)先設(shè)定，試驗前需明確沖擊能量-1。抗損傷性能根據(jù)試樣產(chǎn)生的損傷尺寸和類型進(jìn)行量化-1-6。

測試流程示意圖：

步驟操作內(nèi)容關(guān)鍵參數(shù)1. 試樣制備制備規(guī)定尺寸的矩形層壓板尺寸按標(biāo)準(zhǔn)要求，厚度范圍見8.22. 狀態(tài)調(diào)節(jié)按ASTM D5229進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)23℃±2℃，50%±5%RH3. 試樣安裝將平板試樣置于支撐夾具上確保對中良好4. 沖擊測試落錘從規(guī)定高度釋放沖擊能量按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定5. 損傷評估測量凹痕深度、損傷尺寸可選超聲C掃描量化內(nèi)部損傷6. 數(shù)據(jù)記錄可選記錄接觸力-時間曲線可選配力傳感器和速度傳感器

可測定的損傷響應(yīng)參數(shù)：

凹痕深度：沖擊后試樣表面的Zui大凹痕深度-6

損傷尺寸：內(nèi)部損傷的長度、寬度和貫穿厚度位置-1

F?、F???：沖擊過程中的特征力值

E?、E???：沖擊過程中的特征能量值

力-時間曲線：沖擊過程的完整力學(xué)響應(yīng)-1

四、核心技術(shù)參數(shù)

4.1 試樣要求項目要求依據(jù)材料形式連續(xù)纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料-11.1鋪層方式多向?qū)訅喊?.1試樣形狀平坦矩形板1.2試樣尺寸按標(biāo)準(zhǔn)要求，厚度范圍見8.2-18.2試樣數(shù)量每組至少5個有效試樣—狀態(tài)調(diào)節(jié)按ASTM D5229規(guī)定—4.2 試驗設(shè)備要求設(shè)備名稱技術(shù)要求落錘沖擊試驗機(jī)帶有半球形沖擊器，沖擊器質(zhì)量和跌落高度可調(diào)半球形沖擊器鈍頭半球形撞針jianduan-1支撐夾具提供規(guī)定邊界條件測量系統(tǒng)（可選）測力計和速度傳感器，用于記錄接觸力和速度數(shù)據(jù)-6無損檢測設(shè)備超聲C掃描等，用于量化內(nèi)部損傷尺寸深度計測量凹痕深度4.3 試驗參數(shù)檢測項目標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定參數(shù)本中心實測能力沖擊能量按試樣厚度歸一化的恒定沖擊能量（見11.7.1）-1可自定義沖擊速度由質(zhì)量和跌落高度決定可調(diào)試驗溫度23℃±2℃（標(biāo)準(zhǔn)）-40℃～150℃可控相對濕度50%±5%20%～90%RH可控試樣數(shù)量每組至少5個有效試樣嚴(yán)格執(zhí)行檢測周期—7-10個工作日

主要檢測設(shè)備：

落錘沖擊試驗機(jī)（符合ASTMD7136要求，半球形沖擊器）

高精度深度計（凹痕深度測量）

超聲C掃描系統(tǒng)（內(nèi)部損傷量化，可選）

環(huán)境箱（溫濕度控制，溫度精度±1℃）

五、測試意義與應(yīng)用

5.1 測試意義

對集中面外沖擊力的敏感性是許多先進(jìn)復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計問題之一。了解復(fù)合材料層壓板的抗損傷性能有助于產(chǎn)品開發(fā)和材料選擇-1-4。

5.2 主要用途

落錘沖擊試驗可用于以下目的-1-3：

用途說明工藝變量影響研究定量確定鋪層順序、纖維表面處理、纖維體積分?jǐn)?shù)變化、加工和環(huán)境變量對抗損傷性能的影響-1-4材料比較定量比較不同成分復(fù)合材料的抗損傷參數(shù)相對值-1-4損傷引入為后續(xù)損傷容限試驗（如ASTM D7137沖擊后壓縮）引入損傷-1-35.3 重要注意事項

結(jié)果的可擴(kuò)展性：本試驗方法產(chǎn)生的抗損傷性能高度依賴于試樣幾何形狀、鋪層、沖擊器幾何形狀、沖擊器質(zhì)量、沖擊力、沖擊能量和邊界條件等因素。因此，結(jié)果通常不可擴(kuò)展到其他配置，僅適用于所測試的幾何和物理條件組合-1-2-5。

標(biāo)準(zhǔn)沖擊器：標(biāo)準(zhǔn)沖擊器采用鈍頭半球形撞針jianduan。對于標(biāo)準(zhǔn)層壓板配置和沖擊能量，與使用鋒利撞針jianduan的類似沖擊相比，該沖擊器幾何形狀在給定外部損傷量下產(chǎn)生了更大的內(nèi)部損傷-1-3。

與CAI的關(guān)系：當(dāng)本方法用于引入損傷，隨后按ASTMD7137進(jìn)行壓縮測試時，整個測試序列通常稱為沖擊后壓縮（CAI）方法-1-3。

六、引用標(biāo)準(zhǔn)體系

標(biāo)準(zhǔn)號標(biāo)準(zhǔn)名稱關(guān)系A(chǔ)STM D7137/D7137M受損聚合物基復(fù)合材料板壓縮殘余強(qiáng)度特性的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法CAI配套標(biāo)準(zhǔn)ASTM D6264/D6264M纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料準(zhǔn)靜態(tài)壓痕損傷阻抗試驗方法替代損傷引入方法ASTM D7766/D7766M夾層結(jié)構(gòu)抗損傷性能測定規(guī)程夾層結(jié)構(gòu)適用ASTM D5229/D5229M聚合物基復(fù)合材料吸濕性能和平衡調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法狀態(tài)調(diào)節(jié)依據(jù)

七、應(yīng)用領(lǐng)域

復(fù)合材料落錘沖擊抗損傷性能檢測廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

應(yīng)用領(lǐng)域檢測目的典型產(chǎn)品航空航天評估飛機(jī)結(jié)構(gòu)在低能量沖擊下的損傷抗力飛機(jī)蒙皮、機(jī)翼壁板、機(jī)身結(jié)構(gòu)、尾翼風(fēng)電葉片模擬冰雹、飛鳥對葉片的沖擊影響風(fēng)電葉片主梁、蒙皮材料汽車輕量化驗證CFRP部件在飛石撞擊下的損傷抗力CFRP車身結(jié)構(gòu)、底盤部件、賽車單體殼軌道交通保證列車復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在沖擊下的完整性高鐵地板、車廂內(nèi)飾板材料研發(fā)研究鋪層順序、纖維表面處理對損傷抗力的影響新型預(yù)浸料、改性樹脂體系質(zhì)量控制監(jiān)控產(chǎn)品批次一致性，驗證工藝穩(wěn)定性復(fù)合材料生產(chǎn)廠

八、常見問題解答

Q1：ASTM D7136與ASTM D7137有什么區(qū)別？

A：ASTM D7136測定的是材料在落錘沖擊下的抗損傷性能，通過測量沖擊后產(chǎn)生的損傷尺寸和凹痕深度來評價材料抵抗損傷的能力；ASTMD7137測定的是材料沖擊后壓縮強(qiáng)度（CAI），即含有沖擊損傷的試樣在壓縮載荷下的剩余強(qiáng)度。兩者常配合使用，首先按D7136引入損傷，然后按D7137進(jìn)行壓縮測試，整體稱為CAI方法-1-3。

Q2：本標(biāo)準(zhǔn)適用于哪些材料？

A：本標(biāo)準(zhǔn)適用于連續(xù)纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料，特別是碳纖維和玻璃纖維增強(qiáng)材料。復(fù)合材料形式限于多向?qū)訅喊?，可接受的測試層壓板和厚度范圍在8.2中定義-1-2。

Q3：本測試方法可測定的損傷響應(yīng)參數(shù)有哪些？

A：可測定的損傷響應(yīng)參數(shù)包括-1-6：

凹痕深度：沖擊后試樣表面的Zui大凹痕深度

損傷尺寸：內(nèi)部損傷的長度、寬度和貫穿厚度位置

特征力值：F?、F???

特征能量值：E?、E???

力-時間曲線：沖擊過程的完整力學(xué)響應(yīng)

Q4：測試結(jié)果是否可以直接擴(kuò)展到其他結(jié)構(gòu)配置？

A：不能。本標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的抗損傷性能高度依賴于試樣幾何形狀、鋪層、沖擊器幾何形狀、沖擊器質(zhì)量、沖擊力、沖擊能量和邊界條件等因素。因此，結(jié)果通常不可擴(kuò)展到其他配置，僅適用于所測試的幾何和物理條件組合-1-2-5。

Q5：標(biāo)準(zhǔn)沖擊器有什么特點？

A：標(biāo)準(zhǔn)沖擊器采用鈍頭半球形撞針jianduan。對于標(biāo)準(zhǔn)層壓板配置和沖擊能量，與使用鋒利撞針jianduan的類似沖擊相比，該沖擊器幾何形狀在給定外部損傷量下產(chǎn)生了更大的內(nèi)部損傷-1-3。根據(jù)檢查的抗損傷特性不同，可選擇替代沖擊器，例如鋒利撞針jianduan可能適用于某些損傷可見性和穿透阻力評估-1。

Q6：本標(biāo)準(zhǔn)的當(dāng)前狀態(tài)如何？

A：ASTMD7136/D7136M-20于2020年10月發(fā)布，是當(dāng)前現(xiàn)行有效版本-1-2。根據(jù)ASTM信息，該版本于2025年4月29日被標(biāo)記為歷史版本（Historical），新版標(biāo)準(zhǔn)正在開發(fā)中-4。本中心可依據(jù)現(xiàn)行有效版本提供測試服務(wù)。

九、為什么選擇我們？

1. 資質(zhì)：CMA/CNAS雙資質(zhì)認(rèn)可，檢測報告國際互認(rèn)，可用于國際項目招投標(biāo)、材料認(rèn)證、質(zhì)量仲裁

2. 設(shè)備先進(jìn)：配備符合ASTMD7136/D7136M-20標(biāo)準(zhǔn)要求的落錘沖擊測試系統(tǒng)，具備：

3. 落錘沖擊試驗機(jī)（符合標(biāo)準(zhǔn)要求）

4. 半球形沖擊器（鈍頭半球形撞針jianduan）

5. 高精度深度計（凹痕深度測量）

6. 超聲C掃描系統(tǒng)（內(nèi)部損傷量化，可選）

7. 環(huán)境箱（溫濕度控制，溫度精度±1℃）

8. 專業(yè)團(tuán)隊：長期從事復(fù)合材料沖擊性能測試研究，熟悉CFRP、GFRP等各類復(fù)合材料的抗損傷特性

9. 標(biāo)準(zhǔn)理解：深刻理解ASTM D7136/D7136M-20與ASTMD7137、ASTM D6264等引用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)同應(yīng)用

10. 靈活定制：可根據(jù)客戶要求調(diào)整沖擊能量水平，滿足不同損傷狀態(tài)研究需求

11. 完整評價：可配合ASTMD7137提供完整的CAI（沖擊后壓縮）測試服務(wù)

12. 損傷量化：配備超聲C掃描等無損檢測設(shè)備，可jingque定量內(nèi)部損傷尺寸

13. 配套服務(wù)：可同時提供拉伸性能、彎曲性能、層間剪切強(qiáng)度等全套復(fù)合材料力學(xué)性能測試服務(wù)

14. 合規(guī)保證：嚴(yán)格執(zhí)行2020年發(fā)布的Zui新guojibiaozhun要求

15. 一站式服務(wù)：從樣品準(zhǔn)備指導(dǎo)到報告出具，流程完整無外包

十、送樣要求

項目要求樣品類型纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料層壓板（碳纖維、玻璃纖維等）鋪層要求多向鋪層，連續(xù)纖維增強(qiáng)試樣尺寸按標(biāo)準(zhǔn)要求制備，厚度范圍見8.2試樣數(shù)量每組至少5個有效試樣，建議提供8-10個樣品狀態(tài)表面平整、無缺陷、無污染材料信息提供材料類型、纖維類型、樹脂體系、鋪層信息、纖維體積含量、生產(chǎn)日期沖擊能量明確所需沖擊能量水平（按試樣厚度歸一化）狀態(tài)調(diào)節(jié)本中心按ASTM D5229要求進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)檢測周期7-10個工作日

十一、聯(lián)系方式

化學(xué)工業(yè)合成材料老化質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心

如需咨詢或送檢，歡迎聯(lián)系本中心技術(shù)團(tuán)隊。我們將根據(jù)您的材料特性和應(yīng)用需求，設(shè)計專業(yè)的復(fù)合材料落錘沖擊抗損傷性能測試方案。

溫馨提示：ASTMD7136/D7136M-20于2020年10月發(fā)布，是目前復(fù)合材料落錘沖擊抗損傷性能測定的guojibiaozhun。本方法可用于材料抗損傷性能篩選，或為后續(xù)CAI試驗引入損傷。測試結(jié)果廣泛應(yīng)用于航空航天、風(fēng)電葉片、汽車輕量化等領(lǐng)域。歡迎來電咨詢！