圖 1.帶有環境艙的 Instron 6800 系列通用測試系統，用于在非環境溫度下測試復合材料。

　　試驗機應具有較高的軸向剛度，并且非常堅固，以減少和抵抗復合材料破壞時反復的大沖擊力造成的磨損。它們還應具有較高的橫向剛度和精確的導向系統，以保持樣品對齊，特別是在進行壓縮試驗時。

　　好有一個測量范圍寬的測力系統，因為這樣就不需要在從高壓試驗（如拉伸/壓縮）切換到低壓試驗（如ILSS）時更換稱重傳感器。同樣重要的是，要保護機器電子設備，防止碳纖維灰塵和碎屑進入，因為碳纖維是導電的，會損壞電子設備。

　　測試環境

　　復合材料常見的試驗環境是高溫，一般在80-250℃之間。試驗前可在特定環境中對試樣進行調節，通常是溫度、濕度和液體（如水、燃料和液壓液）暴露。聚合物復合材料與調節介質達到平衡所需的時間通常為幾天或幾周，大多數短時靜態性能測試是在僅提供溫度環境的試驗箱中進行的。

 

　　設計用于低溫和高溫試驗的試驗室通常配備有電加熱元件和用于冷卻的低溫注入系統（通常是液氮或二氧化碳）。盡管機械系統通常不能提供低溫噴射冷卻所能達到的高冷卻速率和低溫度，但它們適合為長期試驗提供恒定溫度。

　　夾具和固定裝置

　　適用于復合材料試驗的夾具包括手動和液壓楔形夾具。對于要求苛刻的航空航天試驗，液壓楔形夾具通常是選，因為它們可精確對齊并可重復。但是，精心設計的機械楔形夾具也可以提供可接受的對齊方式。為了安全可靠，用于非環境試驗的液壓夾具解決方案通常是將液壓元件放置在溫度室外部。

 

　　在大多數情況下，好將夾具永久固定在試驗機上，并根據需要使用“背負式”適配器將任何試驗夾具（如壓板或彎曲夾具）安裝到夾架上。這種方法減少了搬運重物的需要，并保持了夾持對齊。

　　對齊

　　由于復合材料具有各向異性而且具有明顯脆性，在測試復合材料時，精確對準非常重要?？烧{節對準夾具可用于確保測試系統符合航空航天行業使用的特定審計程序（如Nadcap AC7122/1）所要求的標準。對準夾具需要允許在機器負載串處于負載狀態時調整同心度和角度。確認校準的公認方法是使用應變計“校準單元或樣品”檢查負載下的校準。校準單元的尺寸應盡可能接近被測樣品。

　　通常，校準單元將配備兩組或三組四個應變計?？梢杂涗泬毫τ嫷妮敵霾⑹謩佑嬎阌晌磳室鸬膹澢?，但這是一個復雜而繁瑣的過程。幸運的是，軟件可以提供彎曲和同心度和角度誤差的實時顯示。

 

　　軟件負責控制試驗機、采集試驗數據、分析數據、生成試驗結果。新一代的測試軟件能夠做到這一切，甚至更多。例如，觸摸屏技術可以簡化和增強操作員與系統交互的方式。數據和報告還可以導出到網絡和數據庫，軟件可以將系統與其他設備（如溫度箱和尺寸測量設備）集成。

　　安全也是一個重要的考慮因素。安全的關鍵要素是對用戶的核查和確認、電子簽名和可追溯性。通常，用戶的驗證和確認意味著規范特定個人對軟件中不同功能的訪問。例如，實驗室管理員可以創建和修改測試方法，而操作員對測試參數的訪問權限有限，只能運行已經預先配置好的方法。電子簽名使用戶有權批準測試結果和文件。此外，還可以生成方法和測試結果更改的審計跟蹤，例如，當發布測試標準的新版本并修改測試方法時，這將與所有更改的列表一起記錄在文件修訂號中。

　　復合材料測試的未來

　　新材料和新工藝的開發以及復合材料新市場的拓展將繼續推動復合材料試驗發展。復合材料的力學測試是復雜的，涉及到一系列的測試類型和標準，以及在各種環境中進行條件和測試的需要。具有對齊夾具、可互換夾具和具有預配置方法的直觀軟件的集成測試系統將繼續使測試盡可能簡單、準確和高效。