塑料疲劳测试（高分子循环疲劳检测）

原理：给塑料试样施加交变循环载荷，反复加载卸载，观察损伤累积、裂纹萌生扩展，直到断裂 / 刚度失效，得到疲劳寿命、S-N 曲线；塑料粘弹性强，高频容易自发热软化（热疲劳），和金属疲劳差异很大。

✅ 主流测试类型

单轴拉 - 拉 / 拉压疲劳（常用）循环轴向载荷；拉 - 拉（小应力 > 0，无压缩）常见；输出 S-N（应力 - 循环次数）曲线。国标：GB/T 41933-2022 塑料拉 - 拉疲劳裂纹扩展测定ASTM：D7791 塑料单轴疲劳

弯曲疲劳（三点 / 四点弯曲、悬臂）适合卡扣、活铰链、板材、外壳，反复弯折；国标复合材料：GB/T 35465.5-2020 聚合物基复合材料弯曲疲劳ASTM：D671、D7774 塑料弯曲疲劳

疲劳裂纹扩展试验 da/dN预制缺口试样，测裂纹扩展速率 da/dN ~ ΔK，用于断裂力学设计，评估已有缺陷下的寿命（汽车、结构件常用），GB/T41933-2022 就是这个项目

其他：扭转疲劳、层间疲劳（玻纤增强塑料）、冲击疲劳、接触疲劳（齿轮）

关键试验参数（下单前要确定）

加载模式：载荷控制 / 应变控制

载荷比 R = σmin/σmax（R=0.1 拉 - 拉；R=-1 完全交变）

频率：塑料一般≤5Hz，频率高会内生热，导致温度升高、结果失真（ASTM 推荐优先 5Hz 以内）ASTM Inter...

波形：正弦波常用，也可用三角波、方波

环境：常温 / 高低温、湿度（很多产品要求湿热疲劳）

失效判据：

试样直接断裂

刚度下降 5%~20%（复合材料常用 20% 刚度衰减作为失效）ISO

达到设定循环数（10^6、10^7 次，测疲劳极限）

试样与状态调节

样条：注塑 / 模压标准样（I 型拉伸样、弯曲样、CT 缺口样用于裂纹扩展）

必须状态调节：23℃/50% RH 按 GB/T2918 放置足够时间，消除内应力；注塑件浇口、表面划痕会严重降低疲劳寿命

输出报告（CMA/CNAS）

S-N 曲线（应力 - 破坏循环次数）

疲劳极限（耐久极限，无限循环不断的大应力）

裂纹扩展速率 da/dN、ΔK 阈值（裂纹扩展项目）

失效模式：表面裂纹、内部银纹、热软化断裂、分层（玻纤料）

试样温升曲线（高频测试时）

⚠️ 塑料疲劳特别注意事项

热效应：塑料导热差，高频循环滞后生热，试样升温变软，不是真正力学疲劳；必须监测样品表面温度，温度超过预设值需要降低频率。

应力集中极其敏感：缺口、毛刺、划痕、内部气泡会大幅降低疲劳寿命。

增强塑料（玻纤 / 碳纤）：容易出现分层、纤维 - 基体脱粘，失效模式和纯塑料完全不同，要用复合材料专用标准 GB/T35465 系列。

适用行业

汽车塑料件、家电卡扣活铰链、管道、光伏塑料构件、医用高分子、消费电子外壳、塑料齿轮。

快速选型参考

材料选型、基础耐久：单轴拉疲劳 ASTM D7791

卡扣 / 活页反复弯折：三点弯曲疲劳 D7774

结构件缺陷安全评估：疲劳裂纹扩展 GB/T41933

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