復(fù)合材料試樣

相對于傳統(tǒng)的金屬材料，樹脂基復(fù)合材料的疲勞測試既有共同點也有其特別之處，需要額外關(guān)注。國內(nèi)主要采用的測試標(biāo)準(zhǔn)為 GB/T 35465《聚合物基復(fù)合材料疲勞性能測試方法》，分為以下6個部分：

第 3-6 部分為具體的試驗要求，其中較為常見的是拉-拉疲勞，簡單來說，就是采用正弦波在不同的應(yīng)力/應(yīng)變水平下進(jìn)行拉-拉疲勞測試，擬合出疲勞壽命曲線。

為保證試驗有效性，有以下兩點需要特別關(guān)注：

纖維增強復(fù)合材料由于纖維排列方向的不同，表現(xiàn)出明顯的各向異性，因此對加載鏈的對中度提出了很高的要求。

Instron 8800 系列疲勞試驗機在保證較大測試空間以方便操作的同時也提供了更高剛度的機架，避免了試驗過程中由于機架變形對結(jié)果產(chǎn)生的影響。

結(jié)合靜壓的軸承作動器、作動缸防扭轉(zhuǎn)裝置、對中環(huán)、高剛度液壓夾具等設(shè)計，確保系統(tǒng)滿足 ASTM E1012 和 NADCAP AC7122 等標(biāo)準(zhǔn)的 5 級對中度。

實時數(shù)據(jù)顯示

由于疲勞試驗的加載水平和頻率的不同，復(fù)材內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)受擠壓的強度和速度也會不同，由此產(chǎn)生的累積熱量不同會使樣品的溫度產(chǎn)生變化。對于熱傳導(dǎo)性好的材料來說影響不大，但對于樹脂基復(fù)材來說會對其性能產(chǎn)生較大影響。而且由于該熱量是材料內(nèi)部產(chǎn)生的，采用溫度箱之類的輔助設(shè)備也無法消除。

行業(yè)內(nèi)通常采用的 5Hz 試驗頻率，對于低加載水平試驗可行，但對于高載荷水平仍會造成較大的升溫。同時標(biāo)準(zhǔn)允許的 10°C 溫差也會造成材料性能的較大改變。

Instron 的樣品溫度自適應(yīng)控制技術(shù)，可將實時監(jiān)測的樣品溫度作為試驗頻率的反饋信號，在容差范圍內(nèi)提高測試頻率，超出容差范圍則降低頻率，從而在提高整體測試效率的同時大幅減小由于溫差造成的結(jié)果離散性。

樹脂基復(fù)合材料視其最終使用場景有時需要在 -40~200°C 范圍內(nèi)進(jìn)行中低溫試驗，或兼顧靜態(tài)測試、部件級的測試，又或需要進(jìn)行多軸試驗、高應(yīng)變速率試驗等。