摘要：树脂基复合材料因高强度、低密度、耐腐蚀等优点，在航空航天、汽车、风力发电等领域广泛应用。然而，其在交变应力作用下易发生疲劳破坏，影响结构安全与寿命。疲劳行为受微观结构、界面特性、纤维分布等因素影响，且损伤模式复杂，研究其疲劳性能意义重大。

树脂基复合材料因高强度、低密度、耐腐蚀等优点，在航空航天、汽车、风力发电等领域广泛应用。然而，其在交变应力作用下易发生疲劳破坏，影响结构安全与寿命。疲劳行为受微观结构、界面特性、纤维分布等因素影响，且损伤模式复杂，研究其疲劳性能意义重大。

目前，单轴拉伸、三点弯曲等传统疲劳测试方法虽能提供基础数据，但模拟实际工况能力有限。原位SEM、声发射等新技术可实时监测损伤演化，为研究提供新手段。然而，复合材料疲劳性能预测困难，测试标准和规范尚不完善，多轴应力、非线性加载、环境耦合等复杂因素模拟仍是挑战。

本文科准测控小编综述现有疲劳测试方法，探讨关键影响因素及作用机制，介绍测试技术创新进展，并展望未来发展方向，旨在为树脂基复合材料疲劳性能研究和应用提供参考，推动其在高端工程领域的可靠应用。

一、测试原理

树脂基复合材料疲劳测试原理是通过对材料施加循环载荷，模拟实际使用中的交变应力环境，观察其在多次加载过程中的损伤累积和性能退化情况，从而评估材料的疲劳寿命和耐久性。

二、测试相关标准

GB/T 35465《聚合物基复合材料疲劳性能测试方法》

三、测试仪器

1、电液伺服疲劳试验机

2、液压夹具

建议采用不小于50mm宽、75mm长的液压夹具，以确保足够的夹持面积和稳定性。若测试过程中出现失稳情况，则需采用防失稳工装，以避免试样在夹持部位发生破坏，影响测试结果的有效性。

四、测试流程

步骤一、测试准备

1、试样制备

试样类型：根据实际需求选择合适的试样类型，如直条型、哑铃型、四面加工型等。确保试样尺寸符合标准要求。

试样数量：选取至少12个试样，分成4个应力（应变）水平进行试验，每组3个有效数据。

2、设备检查

疲劳试验机：检查试验机的同轴度，确保满足5%的要求。使用疲劳试验机，确保其高刚度机架和对中度设计符合标准。

夹具：选择不小于50mm宽、75mm长的液压夹具，检查夹具的固定情况，确保夹持牢固且无松动。

温度监测设备：安装USB热电偶输入设备，确保其能够实时监测试样表面温度。

步骤二、试样安装

1、夹持试样

将试样安装在液压夹具中，确保试样与夹具对中，避免偏载。

若试样在夹持端出现破坏，则该试样数据无效，需重新安装试样。

2、对中度调整

使用对中环、静压轴承作动器、防扭转装置等辅助工具，调整加载链的对中度，确保其满足ASTM E1012和NADCAP AC7122等标准的5级对中度要求。

3、加载参数设置

3.1 应力（应变）水平

根据材料类型选择合适的应力（应变）水平：

玻纤增强材料：静态拉伸强度或失效应变的75%、55%、40%、30%。

碳纤增强材料：静态拉伸强度或失效应变的80%、65%、55%、45%。

设置应力（应变）比为0.1。

3.2 循环次数目标

第一个水平：10⁴循环次数。

第二个水平：10⁵循环次数。

第三个水平：5×10⁵循环次数。

第四个水平：1~2×10⁶循环次数。

步骤四、测试过程

1、启动试验

启动疲劳试验机，按照设定的加载参数进行循环加载。

实时监测试样表面温度，记录温度变化。

2、温度控制

若试样温度变化超过10°C，启用散热装置。

若散热装置无法降低试样温度，降低试验频率。

使用样品温度自适应控制技术，将实时监测的样品温度作为试验频率的反馈信号，自动调整频率以控制温度变化。

3、数据记录

实时记录试样的加载循环次数、应力（应变）数据、温度数据等。

若试样在夹持端发生破坏，记录该试样数据无效，需重新进行试验。

步骤五、测试结束

1、数据分析

分析各组试样的疲劳寿命数据，计算平均值和标准差。

绘制S-N曲线（应力-循环次数曲线）和ε-N曲线（应变-循环次数曲线），评估材料的疲劳性能。

2、结果评估

根据测试结果，评估材料在不同应力（应变）水平下的疲劳寿命。

对比不同试样类型和加载条件下的测试结果，分析其对疲劳性能的影响。

3、报告撰写

撰写测试报告，包括测试目的、试样类型、加载参数、测试结果、数据分析和结论等内容。

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来源：小贺科技论