关键词：复合材料，拉升实验，加载压缩(CLC)试验方法
由于复合材料纤维方向的高强度及其正交各向异性特性，使得适用于金属和塑料的标准试样设计与载荷施加方法往往不再适用。对于拉伸测试中常用的扁平狗骨形试样（如图1a所示），其设计原理在于：较宽的夹持端提供更大的表面积，有利于均匀施加夹持力并转移剪切载荷；而中心标距段横截面积的减小导致该区域产生较高的拉伸应力集中，促使失效在预定位置发生。然而，当应用于单向复合材料时，试样在宽度逐渐过渡的锥度区域会发生纵向劈裂失效（图1b）。这是因为该区域诱导了显著的剪切应力集中，而单向复合材料本身的层间剪切强度较低。
拉升实验
对于单向复合材料的拉升实验，通常在夹紧区域(图1c)将端片粘接到试样的顶部和底部表面，以产生比中心试验部分更大的横截面积。
图1：复合材料拉伸试样设计图 来源：Dan Adams
夹具巧妙设计的10-15°楔角，能将试验机施加的拉伸载荷线性转化为强大的夹紧力。考虑到不同强度与厚度的复合材料试样对夹持力的要求各异，夹具通常配备多样化的夹持表面。其中，直锯齿表面（图2a）具有最高的负载传递效率，其锋利锯齿能深深嵌入试样，实现高效载荷转移，对于稍有表面不平整的试样也能良好适应。相比之下，加工成菱形网格图案的交叉影线锯齿（图2b）齿型更圆钝，虽然咬合深度不如直锯齿，但在夹持表面相对平整的条件下，依然能保障优异的高载荷引入能力。而对于那些侧重保护试样表面、载荷引入要求相对适中的场景，特别是面对表面较为光滑平整的试样，布满60-100目碳化钨硬质颗粒的涂层表面（图2c）是理想之选，它在提供足够摩擦力的同时最大程度减少了对夹持区域的损伤。当然，在载荷引入需求较低的情况下，无粘结的高性能摩擦垫片也可作为一种实用的补充方案。
图2：用于复合材料的夹点曲面 来源：Dan Adams
加载压缩(CLC)试验方法
压缩试验需要类似的调整，像拉伸试样一样，压缩试样可以通过拉片表面进行拉片和剪切加载(图3a)。最常用的剪切加载压缩试验方法，ASTM D34102，使用测试夹具楔形夹紧面上的直锯齿来引入负载。此外，压缩试样可以是端部加载的(图3b)。对于许多复合材料来说，在中心试验段出现所需的压缩破坏之前，需要使用粘接片来避免试样端部的压碎或张开。粘接的翼片用于增加试件端部的承载面积，引入试件翼片的压缩力通过沿翼片长度方向的剪切应力转移到复合材料试件中。
图3：压缩试验的负荷引入方法图 来源：Dan Adams
总结
剪切加载压缩（CLC）试验是复合材料压缩性能测试中最常用的方法之一。 该试验方法的一个关键要求是试样必须具有足够的厚度，以防止加载过程中发生屈曲失稳。为此，通常会选择相对较厚的试样并搭配较短的标距段长度。在实际操作中，工程师们往往会在保证可操作性的前提下，选用尽可能短的标准标距段，并通过计算或经验公式来确定能有效防止屈曲所需的最小试样厚度[1]:https://www.compositesworld.com/articles/gripping-composite-test-specimens-options-and-guidance
