[发明专利]纤维增强材料弯曲疲劳测试方法

摘要

本发明公开了一种纤维增强材料弯曲疲劳测试方法，包括如下步骤：S1、测试基本参数和确定测试条件；S2、调节测试跨距；S3、设置测试补偿通道；S4、确定最大应力；S5、分多个应力级测试，得到弯曲性能测试得到应力‑应变曲线，通过取点找到相应应力值的应变量，再按挠度值计算公式求得每个应力级对应应变的挠度值；S6、设置测试应力参数；S7、分次进行弯曲疲劳试验；S8、线性拟合：将步骤S7中的试验结果，以N为纵坐标，S为横坐标，测试值采用回归线性分析绘制S‑N曲线；并根据S‑N曲线拟合出拟合方程log10(应力)＝a–b log10(次数)或(应力)＝a*(次数)^(‑b)。本发明解决了纤维增强材料弯曲疲劳测试的方法依据。并且通过拟合的方程能够快速地比较出疲劳测试寿命。

主权项

1.纤维增强材料弯曲疲劳测试方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、测试基本参数设定和确定测试条件：测试频率采用3～5Hz；测试选择的最大应力和最小应力的应力比R为10；设定测试循环波形；测试环境按照标准环境条件，其中，标准环境条件为温度23±2℃，相对湿度50±10％；待测试样在标准环境条件下进行调理并在标准环境条件进行试验；S2、调节测试跨距：按照ISO 14125静态弯曲测试方法调节好弯曲下支座的跨距；；S3、设置测试补偿通道：首先在静态试验机上进行弯曲性能测试得到应力‑应变曲线，再在静态试验机上对应力‑应变曲线通过取点找到相应应力值的应变量，通过应力对应的应变求得对应的挠度值，挠度值计算公式如下：s＝εf×L2/600h；上式中，s是挠度，单位为mm；εf是弯曲应变，表示为％；h是待测试样的厚度，单位为mm；L是跨度，单位为mm；S4、确定最大应力：在疲劳试验前通过ISO 14125静态弯曲试验方法得到最大应力，确定测试的应力等级；S5、分多个应力级测试：静态测试多个有效数据的平均值作为弯曲疲劳应力的最大应力，并且得到弯曲性能测试应力‑应变曲线，通过取点找到相应应力值的应变量，再按挠度值计算公式求得每个应力级对应应变的挠度值；S6、设置测试应力参数：S61、直线段试验：采用位移控制，试验在达到疲劳应力最大值时以恒定速率控制，直至达到弯曲疲劳的最大应力值；S62、波形段试验：在波形内设置位移控制，按计算得到的挠度值换算成中心值和振幅值分别填入波形的中心值和振幅值；波形模块采用多模式控制，多模式控制目标设置成峰值控制，按设计的最大弯曲应力级填入峰值载荷，同时分别按照最大应力和最小应力的应力比R为10，换算成最小应力填入谷值；S7、分次进行弯曲疲劳试验：S71、应力水平Smax1，进行极限弯曲疲劳试验，直至试样断裂，记录疲劳寿命N1；S72、应力水平Smax2，进行极限弯曲疲劳试验，直至试样断裂，记录疲劳寿命N2；S73、应力水平Smax3，进行极限弯曲疲劳试验，直至试样断裂，记录疲劳寿命N3；S74、应力水平Smax4，进行极限弯曲疲劳试验，直至试样断裂，记录疲劳寿命N4；S75、应力水平Smax5，进行极限弯曲疲劳试验，直至试样断裂，记录疲劳寿命N5；以此类推；S8、线性拟合：将步骤S7中的试验结果，以N为纵坐标，S为横坐标，测试值采用回归线性分析绘制S‑N曲线；并根据S‑N曲线拟合出拟合方程log10(应力)＝a–b log10(次数)，其中a表示计算系数；b表示计算指数，它的倒数表示斜率。