為使復(fù)合材料測(cè)試取得精確和高效的結(jié)果，需要考慮若干因素，包括能夠適應(yīng)測(cè)試環(huán)境的測(cè)試系統(tǒng)，校準(zhǔn)以及直觀的軟件。

復(fù)合材料測(cè)試系統(tǒng)

在配置用于測(cè)試組合的系統(tǒng)時(shí)需要考慮若干因素。首先，測(cè)試需要按照適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)和評(píng)定需求進(jìn)行。這意味著系統(tǒng)必須能夠容納測(cè)試所需的夾具，并滿足有關(guān)樣品校準(zhǔn)和其他因素的要求。這包括提供正確的測(cè)試環(huán)境，以便任何所需的夾具都可以在其中可靠地操作。此外，為了保持效率，更改測(cè)試設(shè)置的過(guò)程應(yīng)該簡(jiǎn)單，系統(tǒng)應(yīng)該易于操作，并將操作人員所需的技術(shù)水平降至最低，從而減少發(fā)生錯(cuò)誤的可能性，優(yōu)化測(cè)試效率。

由于復(fù)合材料試樣會(huì)發(fā)生爆炸失效，實(shí)驗(yàn)機(jī)應(yīng)具有較高的軸向剛度，并具有強(qiáng)大的魯棒性，以減少和抵抗來(lái)自這些反復(fù)的大沖擊力的磨損。實(shí)驗(yàn)機(jī)還應(yīng)該具有較高的橫向剛度和精確的控制系統(tǒng)，尤其在進(jìn)行壓縮試驗(yàn)時(shí)，以保持校準(zhǔn)。

最好配備一個(gè)具有較寬測(cè)量范圍的力值測(cè)量系統(tǒng)(負(fù)荷傳感器和電子信號(hào)處理)，這樣，在從高力能測(cè)試(如張力/壓縮)切換到低力能測(cè)試(如層合板層間剪切強(qiáng)度)時(shí)，就不需要更換負(fù)荷傳感器。而且，還能保護(hù)實(shí)驗(yàn)機(jī)器的電子設(shè)備不會(huì)受到碳纖維灰塵和碎片的侵入，碳纖維灰塵和碎片能夠?qū)щ姡瑫?huì)損壞實(shí)驗(yàn)機(jī)的電子設(shè)備。

測(cè)試環(huán)境

復(fù)合材料最常見(jiàn)的測(cè)試環(huán)境是高溫，一般在80-250℃范圍內(nèi)。在測(cè)試之前，試樣可以配置在特定的環(huán)境條件下，這些條件通常包括溫度、濕度以及置于液體中(如水、燃油和液壓油)。聚合物復(fù)合材料在狀態(tài)調(diào)節(jié)介質(zhì)中達(dá)到平衡所需的時(shí)間通常為幾天或幾周，大部分短期靜態(tài)性能測(cè)試都是在一個(gè)可調(diào)節(jié)溫度的溫度室中進(jìn)行。設(shè)計(jì)用于低溫和高溫測(cè)試的溫度室通常配備電加熱元件和用于冷卻的低溫注入系統(tǒng)(通常是液氮或二氧化碳)。也可以采用機(jī)械冷卻(制冷)系統(tǒng)。雖然機(jī)械冷卻系統(tǒng)通常不能提供低溫噴射冷卻所能達(dá)到的高冷卻速率和最低溫度，但它們適合提供長(zhǎng)期測(cè)試所需的恒定溫度。

夾具

用于復(fù)合材料測(cè)試的夾具包括手動(dòng)和液壓楔形夾具。對(duì)于要求更為嚴(yán)苛的航空航天測(cè)試，液壓楔形夾具由于其精準(zhǔn)的校準(zhǔn)度和可重復(fù)性，通常是首選工具。然而，設(shè)計(jì)良好的機(jī)械楔形夾具也可以提供可接受的校準(zhǔn)度。為了安全性和可靠性，非環(huán)境測(cè)試的液壓夾具解決方案通常是將液壓元件放置在溫度室之外。

校準(zhǔn)

由于復(fù)合材料的各向異性和脆性，在復(fù)合材料測(cè)試中，精確校準(zhǔn)非常重要。可調(diào)節(jié)校準(zhǔn)夾具可確保測(cè)試系統(tǒng)符合航空航天工業(yè)使用的特定評(píng)定程序所要求的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，如國(guó)際航空材料認(rèn)證（NADCAP)AC7122/1。為了測(cè)試有效，當(dāng)機(jī)器負(fù)載處于低負(fù)荷時(shí)，需要允許校準(zhǔn)夾具調(diào)整同心度和成角度。確認(rèn)校準(zhǔn)的公認(rèn)方法是使用應(yīng)變測(cè)量的“校準(zhǔn)傳感器或試樣”來(lái)檢查負(fù)載下的校準(zhǔn)。校準(zhǔn)傳感器的尺寸應(yīng)盡可能接近被測(cè)試的試樣。通常，校準(zhǔn)傳感器將裝有兩組或三組設(shè)備，每個(gè)設(shè)備由四個(gè)應(yīng)變儀組成。記錄應(yīng)變儀的輸出結(jié)果可能與手動(dòng)計(jì)算的取向不準(zhǔn)引發(fā)的彎曲結(jié)果不相一致，這是一個(gè)復(fù)雜而繁瑣的過(guò)程。好在目前，有軟件可以實(shí)時(shí)顯示彎曲和同心度、角度誤差。

實(shí)驗(yàn)機(jī)軟件

軟件負(fù)責(zé)控制實(shí)驗(yàn)機(jī)，從測(cè)試中收集數(shù)據(jù)并分析數(shù)據(jù)以產(chǎn)生測(cè)試結(jié)果。最新一代的測(cè)試軟件能夠做到所有這些，甚至更多。例如，觸摸屏技術(shù)可以簡(jiǎn)化和增強(qiáng)操作員與系統(tǒng)的交互方式。數(shù)據(jù)和報(bào)告也可以導(dǎo)出到網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)，軟件可以將系統(tǒng)與其他設(shè)備集成，如溫度室和尺寸測(cè)量設(shè)備。可提供用于標(biāo)準(zhǔn)復(fù)材料合測(cè)試類(lèi)型的預(yù)配置測(cè)試方法庫(kù)，以幫助簡(jiǎn)化復(fù)合材料測(cè)試中經(jīng)常遇到的各種測(cè)試的處理。

安全性也是一個(gè)重要的考慮因素。安全的關(guān)鍵要素是對(duì)用戶的驗(yàn)證和確認(rèn)、電子簽名和可追溯性。一般來(lái)說(shuō)，用戶的驗(yàn)證和確認(rèn)意味著規(guī)范特定個(gè)人對(duì)軟件中不同功能的訪問(wèn)。例如，實(shí)驗(yàn)室管理員將能夠創(chuàng)建和修改測(cè)試方法，而操作員將對(duì)測(cè)試參數(shù)有有限的訪問(wèn)權(quán)限，并且只能運(yùn)行已經(jīng)預(yù)先配置好的方法。電子簽名使用戶擁有批準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果和文檔的適當(dāng)權(quán)限。

對(duì)方法和測(cè)試結(jié)果的變更產(chǎn)生評(píng)定跟蹤也是可能的。例如，當(dāng)發(fā)布測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的新版本并修改測(cè)試方法時(shí)，這將記錄在文件修訂號(hào)中以及所有更改的列表中。

新材料和工藝的發(fā)展以及復(fù)合材料新市場(chǎng)的擴(kuò)大，將進(jìn)一步推動(dòng)復(fù)合材料測(cè)試的發(fā)展。復(fù)合材料的力學(xué)測(cè)試十分復(fù)雜，涉及一系列的測(cè)試類(lèi)型和標(biāo)準(zhǔn)，以及不同條件下、不同環(huán)境下的測(cè)試要求。集成測(cè)試系統(tǒng)以及相應(yīng)的校準(zhǔn)夾具、可互換夾具、可預(yù)先配置的直觀軟件，將令復(fù)合材料力學(xué)測(cè)試盡可能容易、準(zhǔn)確和高效。