树脂基复合材料疲劳测试标准解读

复合材料试样

相对于传统的金属材料，树脂基复合材料的疲劳测试既有共同点也有其特别之处，需要额外关注。国内主要采用的测试标准为 GB/T 35465《聚合物基复合材料疲劳性能测试方法》，分为以下6个部分：

第 3-6 部分为具体的试验要求，其中较为常见的是拉-拉疲劳，简单来说，就是采用正弦波在不同的应力/应变水平下进行拉-拉疲劳测试，拟合出疲劳寿命曲线。

为保证试验有效性，有以下两点需要特别关注：

纤维增强复合材料由于纤维排列方向的不同，表现出明显的各向异性，因此对加载链的对中度提出了极高的要求。

8800 系列疲劳试验机在保证较大测试空间以方便操作的同时也提供了更高刚度的机架，避免了试验过程中由于机架变形对结果产生的影响。

结合静压轴承作动器、作动缸防扭转装置、对中环、高刚度液压夹具等设计，确保系统满足 ASTM E1012 和 NADCAP AC7122 等标准的 5 级对中度。

实时数据显示

由于疲劳试验的加载水平和频率的不同，复材内部微观结构受挤压的强度和速度也会不同，由此产生的累积热量不同会使样品的温度产生变化。对于热传导性好的材料来说影响不大，但对于树脂基复材来说会对其性能产生较大影响。而且由于该热量是材料内部产生的，采用温度箱之类的辅助设备也无法消除。

行业内通常采用的 5Hz 试验频率，对于低加载水平试验可行，但对于高载荷水平仍会造成较大的升温。同时标准允许的 10°C 温差也会造成材料性能的较大改变。

获得专利的样品温度自适应控制技术，可将实时监测的样品温度作为试验频率的反馈信号，在容差范围内提高测试频率，超出容差范围则降低频率，从而在提高整体测试效率的同时大幅减小由于温差造成的结果离散性。

树脂基复合材料视其最终使用场景有时需要在 -40~200°C 范围内进行中低温试验，或兼顾静态测试、部件级的测试，又或需要进行多轴试验、高应变速率试验等。