復(fù)合材料壓縮性能試驗(yàn)方法多年來一直受到國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注，同時(shí)也因?yàn)槠浼虞d方式的多樣性是復(fù)材測(cè)試中相對(duì)復(fù)雜，具有分歧的方法。由于壓縮試驗(yàn)對(duì)屈曲，彎曲，試樣在夾具中不對(duì)中，試樣纖維方向偏差，試樣和加強(qiáng)片厚度偏差等因素特別敏感，正確，可靠，可重復(fù)的復(fù)合材料壓縮試驗(yàn)是很困難的。目前已經(jīng)存在各種類型的壓縮試驗(yàn)方法，這些方法對(duì)應(yīng)各自不同的試驗(yàn)工裝，這些試驗(yàn)工裝已經(jīng)經(jīng)過四十多年的發(fā)展。
復(fù)材壓縮性能試驗(yàn)方法分類：通過端面加載將載荷引入試樣工作段；通過剪切將載荷引入試樣工作段；通過端面和剪切聯(lián)合加載將載荷引入試樣工作段
復(fù)材壓縮試樣失效模式
根據(jù)復(fù)合材料基體和纖維的強(qiáng)度和韌性，以及纖維和基體界面結(jié)合程度等性能，復(fù)合材料在壓縮載荷作用下會(huì)產(chǎn)生不同的失效模式，其中不在試樣標(biāo)距段發(fā)生的失效模式在標(biāo)準(zhǔn)中被認(rèn)定是無效的。
端面加載壓縮試驗(yàn)（標(biāo)準(zhǔn)ASTM D 695, ISO 14126方法2，SACMA SRM 1R， EN 2850 B型）
這種試驗(yàn)方法的加載方式最為簡(jiǎn)單，所以試驗(yàn)工裝也相對(duì)簡(jiǎn)單。不過由于載荷直接作用于試樣兩端，對(duì)于試驗(yàn)端面的機(jī)械加工精度也很高。這種試驗(yàn)方法可以得到可靠的壓縮模量，但是可能會(huì)發(fā)生早期失效，導(dǎo)致極限壓縮強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果偏低。所以建議分別測(cè)量，測(cè)量壓縮模量是采用無加強(qiáng)片矩形試樣，測(cè)量極限壓縮強(qiáng)度時(shí)采用帶加強(qiáng)片矩形試樣。
使用此工裝進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，試樣應(yīng)變可通過應(yīng)變片和引伸計(jì)測(cè)量。
最早的ASTM D 695工裝只適用于塑料壓縮，而非復(fù)材。波音公司修訂后的工裝可用于復(fù)材測(cè)試，試驗(yàn)過程中兩個(gè)具有縱向槽，比試樣稍微短一些的I形防屈曲支撐板輕輕夾持住試樣表面，來自支撐板的力與端面施加載荷相比可以忽略不計(jì)。這種夾具可以很好地垂直夾持試樣，保證試樣對(duì)中。ASTM D 695方法的局限性在于狗骨形試樣不適用于高模量復(fù)合材料。此外，此方法沒有規(guī)定夾緊力的大小，只規(guī)定用手?jǐn)Q緊，所以試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性和準(zhǔn)確性會(huì)受到一定影響。
剪切加載壓縮試驗(yàn)（ASTM D 3410， ISO 14126 方法1， EN 2850 A型）
剪切載荷加載試驗(yàn)方法非常適用于較高強(qiáng)度的材料。由于載荷不是通過端面直接加到試樣上，所以端面機(jī)加工精度沒有特殊要求。并且相對(duì)端面加載來說，這種通過對(duì)試樣表面加載的方法產(chǎn)生的應(yīng)變分布也更加均勻。但是，其試驗(yàn)工裝更加復(fù)雜，而且夾持試樣時(shí)更容易產(chǎn)生不對(duì)中。
塞拉尼斯（Celanese）壓縮試驗(yàn)夾具為早期版本，其結(jié)構(gòu)為圓錐楔形夾塊。然而，這個(gè)夾具對(duì)試樣厚度有一定限制，并且可能在壓縮過程中由于夾面的移動(dòng)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。
還有一種為ZwickRoell研發(fā)生產(chǎn)出的HCCF（hydraulic composites compression fixture）試驗(yàn)工裝,這種工裝在設(shè)計(jì)與操作上做出了顯著的改進(jìn)：平行液壓夾持原理使得在測(cè)試過程中夾面沒有移動(dòng)，同時(shí)試樣夾持更加快速可靠，大大地提高了測(cè)試效率。HCCF的適用范圍也更加廣泛，在較小載荷情況下（<40kN）適用于剪切加載，在較大載荷情況下（<200kN）適用于混合剪切和端面加載。并且，測(cè)試過程中夾面不會(huì)有移動(dòng)，可以很好的避免試樣不對(duì)中的問題。如下圖所示，與傳統(tǒng)的Celanese工裝相比，使用HCCF工裝得到的試驗(yàn)結(jié)果離散性更小。除了ASTM標(biāo)準(zhǔn)外，HCCF還滿足空客公司（Airbus）的AITM 1.0008標(biāo)準(zhǔn)，并可以用于開孔試樣和填空試樣的壓縮試驗(yàn)。使用HCCF工裝時(shí)，可以搭配應(yīng)變片或者數(shù)字式夾持式引伸計(jì)來測(cè)量應(yīng)變。
剪切和端面混合加載壓縮試驗(yàn)（ASTM D 6641， ISO 14126 方法2）
混合加載模式的適用范圍更廣。載荷一部分從試樣端面，一部分從試樣表面?zhèn)鬟f到試樣上。這種加載方式相對(duì)于端面加載來說應(yīng)變分布更加均勻。這種試驗(yàn)方法不止可以用于層合板中，還可以用于絕大部分纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)中。試樣的大小厚度范圍更廣，并且絕大多數(shù)的高分子基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，包括熱固性和熱塑性基體，都適用。但是，這種方法對(duì)于試樣端面的機(jī)加工精密程度要求也很高，并且對(duì)加強(qiáng)片和膠水厚度差異也很敏感，所以制樣時(shí)需要額外注意。
除了之前提到過的HCCF工裝，以下工裝也應(yīng)用于混合加載壓縮試驗(yàn)：
使用這個(gè)工裝的時(shí)候，夾緊力的大小可以通過螺栓扭矩來控制。高剛度的圓柱連接桿確保了試樣的軸向?qū)χ卸取５峭瑫r(shí)這個(gè)工裝也存在上樣不便、耗時(shí)等的操作問題。
