GJB 2637-1996 碳纤维树脂基复合材料层合板疲劳试验方法 —— 试验程序与关键参数设定
1. 加载模式与适用范围
GJB 2637-1996 涵盖三种加载模式：
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拉-拉疲劳（程序 A）：应力比 R = σ_min/σ_max > 0，适用于机翼蒙皮、压力容器等主要承受拉伸循环载荷的结构。
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拉-压疲劳（程序 B）：应力比 R < 0，适用于承受交变拉-压载荷的结构。
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压-压疲劳（程序 C）：应力比 R > 0（但 σ_max 和 σ_min 均为压应力），适用于支柱、机身框等压缩主导的结构-1。
采用拉-压或压-压疲劳时，试样需使用防失稳夹具或组合加载夹具，防止试样在压缩半周期发生屈曲。
2. 应力比与应力水平选择
（1）应力比（R）设定
GJB 2637 未对 R 值作固定规定，要求根据实际工况确定。拉-拉疲劳常用 R=0.1（模拟飞机飞行载荷谱中的最小载荷约为最大载荷的 10%），也可采用 R=0（零-拉）或 R=0.2 等。拉-压疲劳常用 R=-1，压-压疲劳常用 R=0.1 或 R=0.5。须在报告中注明所采用的应力比值。
（2）应力水平确定
基于静态基准测试获得的平均拉伸强度或平均压缩强度，选择至少 4～5 个应力水平：
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碳纤维增强材料推荐静态拉伸强度或失效应变的 80%、65%、55%、45%。
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水平分布应覆盖从 80% 强度（预期寿命较低，约 10³～10⁴ 次）到 45% 强度（预期寿命较高，约 10⁶～10⁷ 次）的范围。
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若目标循环次数为 10⁷ 次或更高，应增设相应的低应力水平（如 30%～35% 强度）。
3. 加载波形与频率选择
波形默认采用正弦波。特殊情况下（如模拟实际飞行载荷谱）可采用三角波、方波，但须在报告中注明。
测试频率的选择须兼顾试验效率和自热控制。聚合物基复合材料在循环加载下因滞后损耗会产生自热，频率过高时温升会显著缩短疲劳寿命。
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碳纤维复合材料导热性较好，推荐频率范围为 5 Hz～10 Hz。
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对厚截面层合板（厚度 >4 mm）或低导热树脂体系，应降低频率至 2 Hz～5 Hz，或采用间歇加载冷却。
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测试过程中须监测试样表面温度，若温升超过 10℃，应降低频率或采用强制风冷。
4. 测试数量与对中要求
每个应力水平至少测试 3～5 个有效试样-10。若某水平下疲劳寿命数据分散性较大，需增加试样数量以提高统计可靠性。
加载轴线与试样轴线的同轴度须严格控制。碳纤维复合材料的各向异性对加载链的对中度要求较高，建议参照相关校准规范控制，以减少弯曲应力对疲劳寿命的干扰。
5. 环境条件
疲劳测试周期常持续数日甚至数周，须在标准环境条件（23±2℃、50±5%RH）下进行。若需模拟高温或低温服役环境，须使用环境箱，温度波动控制在±2℃以内。
