🔩 纤维增强塑料复合材料弯曲性能的测定——简支梁的三点弯曲（方法 A）和四点弯曲（方法 B）：弯曲强度、断裂时弯曲应力和挠度、弯曲模量，PN-EN ISO 14125

材料与无损检测 PN-EN ISO 14125

概述

本标准的内容。PKN 目录卡片 PN-EN ISO 14125:2001（波兰文版）的“范围”字段全文（我们的翻译）：“规定了纤维增强热塑性和热固性塑料在三点和四点加载下弯曲性能的测定方法。规定了标准试样，并给出了替代试样尺寸所用的系数。给出了试验速度范围。该方法可用于材料分类或质量控制试验”。修正件 PN-EN ISO 14125:2001/A1:2011（英文版）卡片的“范围”字段全文（我们的翻译）：“修改了引言和第 2 章中的规范性引用文件，在 4.9 中增加了一段；修改了第 13 页上的 10.1.2 和 10.2.2 条以及第 12 章”。标准文本我们阅读的是 ISO 14125:1998 的试读样本，从封面到 6.2.2（由板材制备试样），并附目录，以及修正件 ISO 14125:1998/Amd.1:2011 的完整样本；第 6.2.3–12 章以及附录 A（其他试样）和 B（大挠度修正）我们没有。

依据 ISO 14125:1998 文本（前言、引言、第 1–6.2.2 章、目录）。本标准由 ISO/TC 61“塑料”SC 13“复合材料和增强纤维”编制；附录 A 和 B 为规范性附录。引言：本标准以 ISO 178 为基础，但针对纤维增强复合材料——保留了玻璃纤维体系的条件，并扩展到四点加载（方法 B）以及碳纤维和芳纶纤维复合材料；参考资料：ASTM D 790（四点）、prEN 2562（试验条件）、CRAG 200 和 JIS K 7074（四点加载用垫片）；四点加载试样总长与三点加载相同；ISO 178 的范围将限于未增强和填充塑料，EN 63:1977（玻璃增强塑料三点试验）将被撤销。范围（1）：方法 A——三点弯曲，方法 B——四点弯曲；标准试样及替代尺寸参数；试验速度范围；本方法不适用于确定设计参数，而用于材料筛选或质量控制（由于剪切产生的附加挠度，弯曲模量低于拉伸模量——跨厚比的选择使这一影响最小）；适用于纤维增强热塑性和热固性复合材料；未增强、颗粒填充及短纤维（短于 1 mm）增强塑料——按 ISO 178；试样可模塑、从多用途试样（ISO 3167）或制品中机加工；用其他尺寸或其他方式制备的试样得到的结果可能不可比，对截面不均匀的材料，结果仅适用于所测厚度和结构。引用文件（2，按 1998 年文本）：ISO 178:1993、291:1997、293:1986、294-1:1996、295:1991、1268:1974、2602:1980、2818:1994、3167:1993、5893:1993。原理（3）：作为梁支承的试样以恒定速度弯曲直至断裂或达到预定变形，同时测量力和挠度；几何尺寸应限制剪切变形并避免层间剪切破坏；四点加载时两个中间加载头之间的弯矩恒定，接触应力低于三点试验中单个加载头下的应力；内跨距为外跨距的三分之一，外跨距与三点加载相同，因此可用同一试样。定义（4）：试验速度 v（mm/min）、弯曲应力 σf（MPa，按第 10 章公式（3）或（8））、断裂应力 σfB、弯曲强度 σfM（在最大载荷下，限于可接受的破坏模式——9.9 和图 6）、挠度 s、断裂挠度 sB、弯曲强度时的挠度 sM、弯曲应变 εf、弯曲（弦线）模量 Ef——应力差与应变差 εf″ = 0,002 5 和 εf′ = 0,000 5 之比（使用计算机辅助设备时允许在这两点之间作线性回归）、层间剪切模量 G13（主要为面内增强的材料约为 3 000–6 000 MPa）、试样轴向 1（沿纤维，0°）和 2（横向，90°）。仪器（5）：符合 ISO 5893 的试验机；推荐速度 0,5、1、2、5、10 mm/min（允差 ± 20 %）和 20、50、100、200、500 mm/min（± 10 %）；加载头半径 R1 = 5 ± 0,2 mm，支座半径 R2 在 h ≤ 3 mm 时为 2 ± 0,2 mm、在 h > 3 mm 时为 5 ± 0,2 mm；轴线平行，跨距 L 可调；力和挠度示值误差不超过满量程的 ± 1 %；由横梁位移得出的挠度应对加载系统变形和加载点压痕进行修正；读数至 0,01 mm 的千分尺（宽度 b 和厚度 h），精度为跨距 0,1 % 的卡尺。试样（6）：尺寸按材料标准或优选尺寸；试验方向沿主轴之一，各向异性显著时建议两个方向都试验，如在其他方向受载——则在该方向试验。优选试样，方法 A（长度 l / 跨距 L / 宽度 b / 厚度 h，mm）：类别 I（不连续纤维增强热塑性塑料）80 / 64 / 10 / 4；类别 II（毡、织物、DMC、BMC、SMC、GMT）80 / 64 / 15 / 4；类别 III（横向单向、5 < Ef1/G13 ≤ 15 的 0° 单向和多向，如玻璃纤维）60 / 40 / 15 / 2；类别 IV（15 < Ef1/G13 ≤ 50 的单向和多向，如碳纤维）100 / 80 / 15 / 2。方法 B（l / L / L′ / b / h）：类别 I 80 / 66 / 22 / 10 / 4；类别 II 80 / 66 / 22 / 15 / 4；类别 III 60 / 45 / 15 / 15 / 2；类别 IV 100 / 81 / 27 / 15 / 2。粗增强材料允许宽度为 25 mm。中间三分之一长度内（方法 A）或全长上（方法 B）的厚度与平均值的偏差不得超过 2 %，宽度不得超过 3 %；矩形截面，无圆角边。其他试样——尺寸按表 A.1 和 A.2。制备：模塑料——按材料标准或按 ISO 293、294-1、295 压塑或注塑；板材——按 ISO 2818 机加工。修正件 Amd.1:2011（已完整阅读）：新的第 2 章，引用文件不注日期（其中包括 ISO 1268 全部部分——试验板制备方法）；4.9 增加一段：对于断裂应变小于 0,002 5 的材料（如高模量碳纤维增强塑料），计算模量的应变差减小为 0,001 0 − 0,000 5；10.1.2 和 10.2.2 中相应地按 εf′ = 0,000 5 和 εf″ = 0,002 5 或 0,001 0 计算挠度 s′ 和 s″；报告中（第 12 章 n 项）给出所用公式和应变范围。

状态（PKN 目录卡片截至 02.10.2026）。PN-EN ISO 14125:2001（波兰文版，发布 15-10-2001，23 页，价格组 L）的卡片没有“已撤销”标题：化学部门，KT 168 塑料制品技术委员会，ICS 83.120，“引入：EN ISO 14125:1998 [IDT]，ISO 14125:1998 [IDT]”，附加要素 PN-EN ISO 14125:2001/AC:2003（波兰文版；我们没有阅读该勘误的卡片——不提供其内容）和 PN-EN ISO 14125:2001/A1:2011（英文版）。修正件 A1:2011（发布 18-04-2011，5 页，价格组 C）的卡片没有“已撤销”标题，“引入：EN ISO 14125:1998/A1:2011 [IDT]，ISO 14125:1998/Amd 1:2011 [IDT]”。PKN 搜索引擎（检索词“PN-EN ISO 14125”，02.10.2026）还显示了 PN-EN 14125 系列标准（2005、2013-10 和 2025-08 版）——主题不同，与本方法无关。A1 对结果有何改变：对断裂应变小于 0,002 5 的材料，模量在 0,000 5–0,001 0 范围内计算——按 A1 之前的文本，此类材料的试样在达到 0,002 5 应变之前就断裂，因此无法在该范围内确定模量，报告中须注明所用应变范围。

多少家实验室、以何种形式（认可范围数据库副本，数据截至 17.09.2026，读取于 02.10.2026）。编号 14125 出现在 6 家实验室的 7 条记录中：AB 001、AB 005、AB 023、AB 163、AB 1490、AB 1640。在 PCA 网站的现行范围中（读取于 02.10.2026，版本日期从 16.07.2025 到 23.06.2026），AB 001、AB 163 和 AB 1640 引用“PN-EN ISO 14125:2001”（AB 1640 注明“方法 A”），AB 005——“PN-EN ISO 14125:2001+AC:2003+A1:2011”，AB 023 和 AB 1490——仅有编号而无日期。“实验室”选项卡（“PN-EN ISO 14125”）显示 5 家实验室——不含 AB 005，其字段以 PN-EN ISO 178 开头——已于 02.10.2026 在 labcoda.pl 生产服务器上通过该选项卡的查询核实。

实验室检测什么（PCA 中的条目）。“弯曲强度”（AB 005：最大载荷 300 kN；AB 163：100 kN）、“断裂时弯曲应力”、“弯曲弹性模量”（AB 023：至 50 kN，方法 A）、“刚度模量”及力值范围 0–200 kN 的弯曲试验（AB 1490）、玻璃纤维增强复合材料的“弯曲性能”（AB 1640，方法 A）；对象：塑料、聚合物复合材料、塑料管材和管件。

容易得到看似正确的结果之处。尺寸方面：用其他尺寸、其他类别或以其他方式制备的试样得到的结果可能不可比（1.5）——试样类别取决于材料，类别 III 和 IV 取决于 Ef1/G13 比值。挠度方面：由横梁位移得出的挠度须对加载系统变形和加载头下的压痕进行修正（5.1.4）——不修正则模量偏低。支座半径方面：h ≤ 3 mm 时 R2 = 2 mm，h > 3 mm 时 R2 = 5 mm（表 2）。模量方面：对于在应变 0,002 5 之前断裂的材料，须采用 A1:2011 的范围并在报告中注明。破坏方面：强度只在可接受的破坏模式下计算（4.4、9.9）——层间剪切破坏不能给出弯曲强度。解释方面：结果不是设计参数（1.2）。

我们不提供的内容。我们没有 6.2.3–12 和附录：试样数量、状态调节、试验步骤（包括关于破坏模式的 9.9）、应力公式（3）和（8）及模量公式、大挠度修正（附录 B）、精密度以及报告的完整内容——因此不提供任何公式或这些数值。

方法原理

将作为梁简支的纤维增强复合材料试样，用跨距中点的一个加载头（方法 A，三点）或相距跨距三分之一的两个加载头（方法 B，四点）以恒定速度弯曲，记录力和挠度直至断裂或达到规定应变；由曲线计算弯曲强度、断裂时应力和挠度以及弦线弯曲模量。

应用领域

• 玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维增强塑料复合材料（层压板、SMC、BMC、GMT、增强热塑性塑料）——弯曲强度和模量；PCA 范围中有 6 家实验室
• 材料分类和批次质量控制（本标准的范围）
• 增强塑料管材、管件和制品——与用于未增强塑料的 PN-EN ISO 178 一起使用

关键参数

标准

标准编号

PN-EN ISO 14125:2001 (wersja polska) z PN-EN ISO 14125:2001/AC:2003 i PN-EN ISO 14125:2001/A1:2011 (wersja angielska); EN ISO 14125:1998 IDT, ISO 14125:1998 IDT

标准名称（波兰语）

Kompozyty tworzywowe wzmocnione włóknem — Oznaczanie właściwości przy zginaniu

标准名称（英语）

Fibre-reinforced plastic composites — Determination of flexural properties

分步操作程序

1. 试样

   沿主轴制备与材料类别相应的优选试样（表 3 或 4）；检查厚度（2 %）和宽度（3 %）允差。PN-EN ISO 14125:2001 及 AC:2003 和 A1:2011 现行有效（PKN 卡片截至 02.10.2026）。

2. 状态调节和尺寸测量

   按第 8 章进行状态调节（其内容我们没有；引用 ISO 291）；用千分尺测量 b 和 h，精确至 0,01 mm，跨距 L 精确至 0,1 %。

3. 夹具设置

   方法 A——跨距 L，一个加载头；方法 B——跨距 L 和 L′ = L/3；根据试样厚度选择 R2；挠度对加载系统变形进行修正。

4. 弯曲

   以表 1 中的恒定速度弯曲直至断裂或达到规定应变，记录力和挠度；评估破坏模式（9.9——其内容我们没有）。

5. 计算和报告

   按第 10 章计算应力、强度和模量（公式我们没有）；模量在 0,000 5 与 0,002 5 之间，或——对较早断裂的材料——在 0,000 5 与 0,001 0 之间；报告中注明公式和应变范围（A1:2011）。

所需设备与仪器

职业健康与安全

• 在我们读到的部分中本标准不含安全警示；碳纤维和玻璃纤维复合材料呈脆性断裂并有碎片——按试验机说明对试验区进行防护
• 加工复合材料板会产生纤维粉尘——按实验室风险评估采取抽排和呼吸防护措施

常见问题