原创方法全截面压缩试验方法弥补技术缺陷 复合材料技术领域首个由我国主导制定的国际标准颁布

复合材料拉挤型材（简称“FRP拉挤型材”），是重要的高端装备与战略保障基础材料，广泛应用于新能源、基础设施建设、交通运输、化工环保、体育健康等行业，具有轻质、高强、耐腐蚀等优点，是结构轻量化的首选材料，也是极端服役环境中不可替代的关键材料。然而，FRP拉挤型材具有各向异性和非均匀性的特征，纤维和树脂在截面中的分布并不均匀，加上微孔隙、微裂缝等初始缺陷的影响，会使截面中各部分材料的力学性能存在差异，特别是在转角和交角处，其实际强度远低于板件强度。因此，现有基于局部取样的材性测试结果很难准确反映其整体截面的承载能力。针对此问题，清华大学冯鹏教授团队基于多年研究积累和工程实践经验，提出了全截面压缩试验方法，通过短试件全截面轴心受压承载试验，用在合理的破坏模式下获得的承载力评价FRP拉挤型材的整体力学性能，并于2015年编制了GB/T 31539—2015《结构用纤维增强复合材料拉挤型材》国家标准，其中首次采用了“全截面压缩试验”这一原创方法评价FRP拉挤型材的整体性能，弥补了传统局部取样无法反映产品整体性能的技术缺陷。

经全国纤维增强塑料标准化技术委员会（SAC/TC39）于2018年9月提议，由ISO/TC61/SC13国内对口单位南京玻璃纤维研究设计院报请中国建筑材料联合会和国家标准化管理委员会同意，清华大学向国际标准化组织/增强纤维和复合材料技术委员会（ISO/TC61/SC13）正式提出申请：建议将全截面压缩试验作为评价FRP拉挤型材整体力学性能的标准试验方法予以立项。基于扎实的研究数据和积极的沟通宣传，该提案获得了德国、法国、意大利、瑞士、捷克、韩国、日本、印度等国代表的支持，投票通过由中国牵头制定标准ISO 23930《纤维增强塑料复合材料——拉挤型材全截面压缩试验方法》。此后，我国专家代表组织各国同行进行验证，经过多轮讨论修改，历时4年，终于完成了该标准的编制。2023年2月，国际标准化组织ISO正式颁布了ISO 23930:2023 《纤维增强塑料复合材料——拉挤型材全截面压缩试验方法》（英文名称：Fibre-reinforced plastic composites — Full-section compressive test for pultruded profiles）。这部标准由清华大学土木工程系冯鹏教授提案并担任项目负责人（Project Leader），是复合材料技术领域首项由我国提案并主导制订的国际标准项目。

我国是FRP拉挤型材生产、出口和使用的大国。据中国复合材料工业协会统计，2021年我国复合材料拉挤制品产量超过160万吨，占全球总产量约60%；近两年，在新能源行业的带动下，FRP拉挤型材产能实现连续两年翻番。这项标准的颁布为我国FRP拉挤型材产品提升国际竞争力提供了有力的技术支撑，对我国在复合材料技术领域的发展具有重大意义。