【环氧板】的疲劳性能

所谓疲劳是指环氧板材料在低于静态强度极限的动态载荷反复作用下，经过一定时间发生破坏 的现象。疲劳破坏时的强度一般低于 其相应的静态强度，这与疲劳载荷的性质密切相关。低 碳钢的疲劳强度仅为静态拉伸强度的1/3 左右。材料的疲劳性能用疲劳强度来表征。而疲劳强度是先测定材料的疲劳曲线，即疲劳断裂时的最大应力与其对应的应力循环次数的关系曲线，再做出疲劳曲线的水平渐近线，该水平渐近线所对应的强度即为疲劳强度。环氧板复合材料疲劳曲线的测定一般采用三点弯曲疲劳仪进行。疲劳性能的影响因素较多，包含材料本身及实验参数两大部分。材料本身包括纤维类型、体积分数、基体种类、纤维排布、界面性质等;而实验参数包括载荷形式、应力交变频率、载荷的对称系数、环境条件等。

环氧板复合材料的疲劳损伤首先发生在与载荷方向垂直或成较大角度的辅层中，特别是从那些富纤维处的裂纹开始。损伤起源于纤维与基体的脱黏，并且通常沿纤维一基体界面扩展。在正交辅层中，裂纹在横向辅层中产生并扩展到整个辅层宽度，但不能穿过相邻的0°层。横向层的裂纹数目随着载荷的循环数或应力水平的增加而增加。对单向层或角辅层板中的0层，疲劳强度也通常发生在纤维与基体的界面，裂纹可沿着界面扩展，也可穿过纤维向相邻基体方向扩展或导致纤维断裂。

用交变载荷会引起环氧板复合材料的内部损伤，导致材料的弹性模量和静态强度下降。当内部损伤累积到一定程度时，会发生断裂。通常把复合材料在交变应力作用下发生断裂作为复合材料的失效准则。在同样条件下，环氧板复合材料的疲劳性能要优于金属材料。而高模量的CF、KF或BF增强塑料的疲劳性能优于GFRP.环氧板复合材料的纵向疲劳强度随纤维体积分数的增加而增加，这与FRP静态强度随纤维体积分数的增加而增加一致。