疲勞試驗(yàn)可在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行。然而，對(duì)小試樣水平疲勞試驗(yàn)方法的關(guān)注表明，需要繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)化。

 疲勞測(cè)試涉及對(duì)試樣或結(jié)構(gòu)施加循環(huán)載荷。與單調(diào)測(cè)試不同，單調(diào)測(cè)試中載荷會(huì)增加直到失效，而疲勞測(cè)試所施加的載荷則在規(guī)定的最大和最小水平之間循環(huán)，直到發(fā)生疲勞失效，或者直到施加了預(yù)定數(shù)量的載荷循環(huán)為止。如果在規(guī)定的加載周期內(nèi)沒(méi)有發(fā)生故障，則測(cè)試結(jié)果稱(chēng)為跳動(dòng)。

使用幾種不同的循環(huán)應(yīng)力水平進(jìn)行的多次疲勞測(cè)試的結(jié)果通常以交變應(yīng)力的振幅Samp 與失效循環(huán)數(shù)N的關(guān)系作圖，通常稱(chēng)為SN圖。圖中包括的所有疲勞測(cè)試均采用相同的加載循環(huán)內(nèi)最小應(yīng)力與最大應(yīng)力之比進(jìn)行，稱(chēng)為循環(huán)應(yīng)力比或R。對(duì)于拉伸-拉伸疲勞測(cè)試，通常使用R = 0.1的R比，而對(duì)于反向拉伸-壓縮疲勞測(cè)試，典型的R = -1.0的R比。疲勞試驗(yàn)也被用來(lái)研究復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度降低，這是由先前的循環(huán)載荷引起的。對(duì)于這些測(cè)定，應(yīng)在規(guī)定循環(huán)次數(shù)的循環(huán)荷載下進(jìn)行試驗(yàn)，然后進(jìn)行單調(diào)荷載直至失效。

疲勞試驗(yàn)可以在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行，其特征是測(cè)試物品的尺寸和復(fù)雜性不同。小試樣和簡(jiǎn)單的單元級(jí)試驗(yàn)用于確定復(fù)合材料和層壓板的疲勞行為，以及研究環(huán)境條件、應(yīng)力集中和現(xiàn)有損傷對(duì)疲勞性能的敏感性。大更大更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)元件、子部件和全尺寸結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)通常作為復(fù)合材料設(shè)計(jì)的構(gòu)建方法的一部分進(jìn)行。由于更高級(jí)別的疲勞測(cè)試在廣泛的應(yīng)用范圍內(nèi)差異很大，因此本文將重點(diǎn)放在復(fù)合材料的小樣本級(jí)別的疲勞測(cè)試方法上，這些方法往往在許多應(yīng)用中都很常見(jiàn)。

 在金屬疲勞中，單個(gè)裂紋或少量裂紋會(huì)合并會(huì)導(dǎo)致失效，與金屬疲勞相比，聚合物基復(fù)合材料（PMC）中疲勞損傷的形成和擴(kuò)展更為復(fù)雜，通常涉及多種類(lèi)型的損傷。在多向復(fù)合材料層合板中，疲勞損傷通常以基體開(kāi)裂開(kāi)始，然后是分層的形成和擴(kuò)展，最后是纖維斷裂。因此，通常使用用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的多向?qū)訅喊宥皇菃蜗驅(qū)訅喊暹M(jìn)行疲勞試驗(yàn)。

 相對(duì)于單調(diào)加載下PMC的大量標(biāo)準(zhǔn)化力學(xué)試驗(yàn)，目前針對(duì)疲勞加載的試驗(yàn)相對(duì)較少。ASTM D34792于1996年首次標(biāo)準(zhǔn)化，用于拉伸疲勞試驗(yàn)。所規(guī)定的標(biāo)簽試樣幾何形狀與ASTM D30393中的單調(diào)拉伸載荷相同，范圍僅限于載荷或應(yīng)變控制下的等幅疲勞試驗(yàn)。主要測(cè)試結(jié)果是疲勞壽命（失效循環(huán)數(shù)），其與測(cè)試中使用的比應(yīng)力振幅，R比率和環(huán)境條件相對(duì)應(yīng)。

 彎曲疲勞試驗(yàn)是復(fù)合材料最常見(jiàn)的樣品級(jí)疲勞測(cè)試之一，也是最簡(jiǎn)單的測(cè)試之一。當(dāng)前，還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的PMC彎曲疲勞試驗(yàn)方法。但是，ASTM D77744側(cè)重于非增強(qiáng)塑料的完全反向（R=-1）彎曲疲勞試驗(yàn)，可作為將現(xiàn)有ASTM D72645 PMC彎曲疲勞試驗(yàn)方法應(yīng)用于彎曲疲勞的指南。試驗(yàn)需要專(zhuān)門(mén)的測(cè)試夾具，包括額外的約束以及用于反向加載的雙加載輥。

ASTM D30.05結(jié)構(gòu)測(cè)試方法小組委員會(huì)已經(jīng)制定了兩個(gè)用于疲勞測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。第一個(gè)是ASTM D7615 7，它提供了在循環(huán)拉伸或壓縮載荷下對(duì)復(fù)合材料層壓板進(jìn)行開(kāi)孔或“切口”試驗(yàn)的指南。循環(huán)測(cè)試中使用的裸眼測(cè)試樣品和測(cè)試夾具與單調(diào)拉伸（ASTM 5766 8）或壓縮（ASTM D6484 9）加載的規(guī)定相同。

第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程ASTM D6873 10使用ASTM D5961 11中描述的四種軸承測(cè)試程序解決了復(fù)合材料的軸承疲勞響應(yīng)單調(diào)加載。循環(huán)軸承試驗(yàn)的特殊考慮因素包括去除因孔伸長(zhǎng)相關(guān)損傷而產(chǎn)生的纖維基體碎片。在這些試驗(yàn)方法以及其他復(fù)合疲勞試驗(yàn)方法中，與疲勞損傷相關(guān)的靜強(qiáng)度降低可通過(guò)在規(guī)定的疲勞循環(huán)次數(shù)后中斷循環(huán)加載并隨后單調(diào)加載至失效來(lái)確定。

最后，可進(jìn)行試樣級(jí)疲勞試驗(yàn)，以研究疲勞載荷下現(xiàn)有損傷的擴(kuò)展。ASTM D6111512提供了一種試驗(yàn)方法，用雙懸臂梁（DCB）試樣確定在恒定振幅模式I（開(kāi)口）循環(huán)載荷下分層擴(kuò)展開(kāi)始所需的疲勞循環(huán)次數(shù)。此外，雖然迄今尚未標(biāo)準(zhǔn)化，但沖擊后循環(huán)壓縮（CAI）試驗(yàn)可按照ASTM D713713中提供的試驗(yàn)方法進(jìn)行，以評(píng)估預(yù)先存在的沖擊損傷對(duì)復(fù)合材料層壓板抗疲勞性的影響。

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