ASTM D7791-2022 塑料单轴疲劳测试 —— 加载参数设定与自热控制

. 测试设备与装夹

• 疲劳试验机：电液伺服或电动，载荷精度 ±1% 或优于读数的1%。

• 夹具：拉伸疲劳用气动或液压楔形夹具，夹持面带软垫（如橡胶或细砂纸），防止打滑和应力集中。

• 对中校准：加载轴线与试样轴线偏差 ≤5%（按ASTM E1012），否则弯曲应力会明显降低疲劳寿命。

2. 关键加载参数

• 应力比 R = σ_min/σ_max
  拉-拉疲劳：通常取 R = 0.1；也可取 R=0（零-拉）或 R=0.2等，需在报告中注明。

• 波形：默认 正弦波。特殊需要（如模拟实际载荷谱）可使用三角波或方波。

• 频率：推荐 5 Hz。允许使用1～25 Hz，但必须控制试样温升。
  若材料无显著自热（如低阻尼或高导热塑料），可提高至25 Hz；若温升过快，须降低频率或增加间歇冷却。

3. 自热监测与控制

• 测试期间须监测试样表面温度（使用热电偶或红外热像仪）。

• 温升限值：不得超过 10℃（相对于环境温度）。

• 若超过10℃，应：
  a) 降低频率；
  b) 采用吹风冷却；
  c) 分段加载（每若干循环暂停冷却）。

• 在报告中须说明控制措施及实际温升范围。

4. 应力/应变水平的选定

• 先按ASTM D638测静态拉伸强度（σ_b）或屈服强度。

• 选择4～5个水平，覆盖从 30% σ_b 到 90% σ_b。例如：90%、70%、50%、35%、25%。

• 应变控制模式：应变幅值依据静态断裂应变，同样选取4～5个水平。

5. 环境条件

• 一般环境：23±2℃、50±5%RH，并保持恒定。

• 高温或低温测试：使用环境箱，温度波动±2℃以内，需在报告中明确。