ASTM D3479/D3479M-19(2023) 聚合物基复合材料拉-拉疲劳的标准试验方法 —— 数据采集、S-N曲线与报告要求
1. 核心检测项目与数据采集
本标准的核心检测结果是试样在特定载荷和环境条件下的疲劳寿命(循环次数Nf)-17。主要检测项目包括疲劳寿命、疲劳极限、S-N曲线及滞后回线-28。
对于疲劳寿命,记录每个试样的失效循环次数Nf;对于在目标循环次数(如10⁶或10⁷次)后仍未失效的越出试样,标注其循环次数并在S-N图中用箭头标识。若条件允许,可在测试过程中记录载荷-位移(或应力-应变)滞后环,用于分析疲劳过程中刚度的退化趋势。
若需进一步研究疲劳损伤机制,可采用以下方法-17:
-
刚度退化评估:在选定循环间隔暂停循环加载,按ASTM D3039/D3039M测定准静态轴向应力-应变曲线,获取刚度变化。
-
剩余强度评估:暂停循环加载后按ASTM D3039/D3039M测定静态拉伸强度,评估疲劳损伤对强度的削弱。
2. S-N曲线绘制与数据统计
以施加的最大应力σ_max(或应力幅σ_a)为纵坐标、疲劳寿命Nf的对数为横坐标,绘制S-N曲线-16。S-N曲线可直接采用工程应力数据绘制,但须在报告中注明试样厚度和环境条件。
疲劳寿命数据的统计分析(包括线性化应力-寿命S-N或应变-寿命ε-N曲线的确定)可参照ASTM E739进行-17。不同层合板铺层顺序、环境条件和载荷条件下获得的疲劳寿命分布可能存在显著差异,重复测试时应确保上述条件相同。对于每个应力水平下的多个测试结果,通常取对数疲劳寿命的平均值作为中值疲劳寿命。
3. 失效判据
以下条件之一可作为疲劳失效判定依据-:
-
试样完全断裂成两段或多段。
-
试样发生完全分层形成两个子层合板。
-
试样在横向完全劈裂。
-
对于程序B(应变控制),当试样无法维持设定的应变幅值(控制信号失稳)时也可视为失效。
此外,也可在测试前约定将刚度下降至初始值的80%或某一预设阈值作为失效判据。
4. 报告内容清单
标准要求报告中至少包含以下内容-:
① 材料完整标识:纤维类型与规格、树脂体系、铺层顺序、名义厚度。
② 试样信息:几何形状、尺寸(含公差)、端片材料与粘接胶黏剂、加工方法。
③ 状态调节条件:调节温湿度与时间,测试环境温湿度。
④ 静态对照测试结果:平均拉伸强度、平均失效应变及其标准差。
⑤ 测试参数:程序A或B、频率、应力比R、各应力/应变水平的数值。
⑥ 测试数量:各水平下的有效试样数、疲劳寿命个体值及中值。
⑦ S-N或ε-N曲线图(对数坐标)。
⑧ 失效模式描述及代表性照片。
⑨ 测试设备型号与校准状态。
⑩ 若有自热控制措施(如降频、风冷),须在报告中说明。




