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能量釋放率（G）

斷裂力學特徵值中的能量釋放率在複材特性表徵中起重要的作用。

測試目的

能量釋放率的定義為單位面積材料裂紋延展至一固定長度所需的能量。測試結果是一個描述積層板裂紋延展難易度的值。

根據應用不同，測量中會採用如下幾種不同的負載類型：

模式I：裂紋延展
模式II：面內剪切
模式III：横向於積層板平面的扭轉負載

通常測定模式I的能量釋放率，主要採用ISO、ASTM、EN等標準的測試方法。目前還沒有針對模式III的標準。

ASTM標準的測試方法综合評估模式I和模式II，兩種模式的比例有所不同。

	模式 I*	模式 II	模式 II	混合模式 I/II
測試配置	雙懸臂樑測試（DCB 測試）	端部缺口彎曲測試（ENF 測試）	校正端部加載分裂測試（C-ELS 測試）	混合模式測試（MMB 測試）
負載類型	裂紋擴展拉伸測試	面內剪切（IPS）彎曲測試	横向於積層板平面的扭矩負載	模式 I 和模式 II 的結合可變比例的負載裂紋擴展：拉伸試驗面內剪切：彎曲測試
試驗標準	ASTM D5528 ISO 15024 EN 6033（已撤銷） Airbus AITM1-0005 Boeing BSS 7273	ASTM D7905 EN 6034 Airbus AITM1-0006 Boeing BSS 7273	ISO 15144	ASTM D6671

* 模式 I 最常被採用

模式II - 使用SENB/ENF測試安排進行測量

模式II載荷可以透過彎曲測試和帶缺口的試片的拉伸和壓縮測試測得。

模式II測量的能量釋放率被標準化為彎曲測試，彎曲測試中產生的剪切應力會引起裂紋延展。試片通常被稱為SENB（單邊缺口彎曲）試片，不過也常被稱為ENF（末端缺口彎曲）試片。偏移可以透過横樑行程（採用剛性校正）或位於試片中心的位移傳感器測定。

裂紋起始點的特徵為在此點的測試力值最大。測量結束後，需要將試片放入液態氮冷卻並完全破壞，才能測量斷裂面。

模式 I ENF 測試 ASTM D7905 三點彎曲測試 — 模式 II 能量釋放率 GIC，3 點彎曲測試

4 點彎曲測試裝置中的 ENF 測試 — 模式 II 能量釋放率 GIC，4 點彎曲測試

混合模式彎曲（MMB）

可以對單向積層板測量混合模式彎曲。該方法結合了模式I和模式II，末端裝載支架的位置決定了兩個模式相對應的比例。

ASTM D6671 混合模式彎曲測試套件，附加錄影選項：MMB 測試 — 設有視訊錄製選項的混合彎曲測試套件

ASTM D6671 混合模式彎曲測試套件：MMB 測試 — 複合模式的彎曲測試裝置

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下載

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產品資訊：複合模式的彎曲測試裝置 PDF 254 KB
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產業型錄：複合材料 PDF 7 MB
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