金屬材料和塑料材料的剪切強度測試，核心區別源于兩種材料力學特性（剛性 / 塑性）、失效模式的差異，具體體現在試樣設計、夾具選擇、加載參數、結果判定四個維度，需針對性調整測試方案才能確保數據準確。

一、試樣設計：適配材料特性，避免提前失效

試樣形狀和尺寸需根據材料剛性、易變形程度設計，防止因試樣不合理導致測試結果失真。

二、夾具選擇：控制受力方式，匹配材料剛性

夾具需確保剪切力純軸向傳遞，同時避免材料因夾具約束不當提前損壞，兩者夾具設計差異顯著。

金屬材料夾具

核心特點：剛性高、夾持力大，多采用合金鋼材（如 40Cr）制成，避免夾具自身變形影響剪切力傳遞。

常見類型：

單剪夾具：帶固定卡槽，通過螺栓夾緊試樣一端，另一端連接加載機構，確保剪切力垂直于試樣平面；

雙剪夾具：中間設置定位套，試樣穿過定位套，上下兩端施加反向力，形成兩個平行剪切面，減少彎曲力矩。

關鍵要求：夾具與試樣接觸部位需平整，間隙≤0.1mm，防止金屬試樣在高載荷下（如 50kN）出現局部應力集中。

塑料材料夾具

核心特點：帶緩沖結構、夾持力可調，避免剛性夾持導致塑料試樣邊緣開裂。

常見類型：

拉伸剪切夾具：夾持部位內襯橡膠墊，增加摩擦力的同時避免壓傷塑料表面；

層間剪切夾具：采用三點彎曲式結構，通過壓頭施加垂直力，間接產生層間剪切力，適配塑料的低剛性特性。

關鍵要求：夾具加載速度需緩慢（如 1-5mm/min），避免塑料因沖擊加載直接脆斷，無法體現真實剪切強度。

三、加載參數：匹配材料力學響應，確保數據有效

加載速率、載荷控制方式需根據材料的彈性 / 塑性響應調整，兩種材料差異明顯。

四、結果判定與失效模式：對應材料特性，解讀數據意義

兩種材料的剪切失效模式不同，導致結果判定標準和數據解讀方向存在差異。

金屬材料

失效模式：多為 “塑性剪切斷裂”，試樣剪切面會出現明顯塑性變形（如剪切面傾斜、邊緣隆起），斷裂過程緩慢，最大剪切力清晰可測。

結果判定：以 “最大剪切力 / 剪切面面積” 作為剪切強度，若金屬出現屈服現象（如載荷達到峰值后保持穩定），需同時記錄 “屈服剪切強度” 和 “極限剪切強度”。

數據解讀：重點關注極限剪切強度，用于評估金屬結構在剪切載荷下的承載極限（如鋼結構螺栓、機械連接件）。

塑料材料

失效模式：多為 “脆性剪切斷裂” 或 “層間剝離”（復合材料類塑料），試樣斷裂前塑性變形小，載荷達到峰值后快速下降，部分塑料（如 PVC）可能出現 “應力發白”（剪切面變白）但未斷裂。

結果判定：若為脆性斷裂，以 “最大載荷 / 剪切面面積” 為剪切強度；若為層間剝離，需注明 “層間剪切強度”，避免與本體剪切強度混淆；部分柔性塑料（如 PE）無明顯斷裂點，需按 “指定變形量對應的載荷” 計算強度（如變形 10% 時的剪切應力）。

數據解讀：需結合應用場景，如塑料連接件需關注 “屈服剪切強度”（避免使用中發生變形），復合材料需重點關注 “層間剪切強度”（防止層間分離失效）。

五、核心標準差異：遵循專屬規范，確保數據

兩種材料的剪切測試需遵循不同標準，避免混用導致結果無效。

金屬材料：主要遵循 GB/T 228.1-2021（金屬拉伸試驗，含剪切性能附錄）、ASTM A370-2022（鋼制品力學試驗標準）；

塑料材料：主要遵循 GB/T 7124-2021（膠粘劑拉伸剪切強度）、GB/T 35465.3-2017（復合材料層間剪切）、ASTM D732-2020（塑料剪切強度試驗方法）。