橡膠材料是不均勻體系，在周期應(yīng)力或應(yīng)變作用下，機械強度是硫化橡膠破壞的主要原因。從本質(zhì)上看，所謂疲勞，主要是硫化橡膠中潛在缺陷的存在，在微小變形下，會引起缺陷周圍應(yīng)力或應(yīng)變集中并伴隨其傷痕漸進(jìn)的微量增扎請，最后達(dá)到破壞。動態(tài)疲勞過程可劃分為三個階段：第一階段，應(yīng)力發(fā)生急劇變化，材料在未受力之前內(nèi)部雖有缺陷或弱鍵，但不對材料產(chǎn)生破壞影響，為受外力作用應(yīng)力產(chǎn)生急劇變化，當(dāng)材料剛剛受到外力作用時由于內(nèi)部缺陷及弱鍵的存在，材料發(fā)生軟化現(xiàn)象既有了加速度而突破原來的靜止?fàn)顟B(tài)。出現(xiàn)應(yīng)力軟化現(xiàn)象；第二階段，應(yīng)力變化緩慢，材料表面或內(nèi)部產(chǎn)生損傷（破壞核）由于橡膠有粘彈性，在交變外力的作用下，拉伸和回彈過程中發(fā)生滯后現(xiàn)象產(chǎn)生能量損失。這是在材料內(nèi)部的自然損傷和弱鍵變成了人為損傷或即將斷裂的弱鍵。第三階段，損傷引發(fā)裂紋并連續(xù)擴展，直至斷裂破壞，這是材料疲勞破壞的關(guān)鍵階段。

實驗?zāi)康?/span>

在選擇疲勞試驗時首先考慮的是橡膠制品的實際使用條件，橡膠制品在動態(tài)使用過程中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)和性能的變化，采用伸張疲勞試驗來測定膠料在動態(tài)使用過程中的疲勞壽命、伸張疲勞系數(shù)等等。實驗?zāi)康脑谟谑箤W(xué)生了解拉伸疲勞的測試原理，掌握用拉伸疲勞實驗機測定膠料的疲勞壽命的操作方法。

實驗儀器與測試原理

實驗儀器

實驗儀器采用拉伸疲勞實驗機，主要由電機、偏心輪、夾持器等組成，結(jié)構(gòu)如圖3-19所示。

測試原理

利用偏心輪帶動上下兩夾持器按一定的距離上下運動使試樣受到反復(fù)拉伸直到試樣破壞或斷裂，記錄產(chǎn)生試樣破壞或斷裂所需的時間，常用轉(zhuǎn)動次數(shù)表示。

試樣制備及實驗條件

試樣制備

硫化好的膠片用裁刀裁成啞鈴形試樣，測定疲勞壽命至少需要5個試樣，測定伸張疲勞系數(shù)至少需要10個試樣。

試驗條件

試樣的應(yīng)變值可取伸長50—125％，一般選用100％；

試驗的頻率一般選用250，300，500r/min；

實驗時的較小夾距為25mm（即試樣工作部分原長度）；

測伸張疲勞系數(shù)的伸長次數(shù)可選用1、3、5、10、15萬±100次；

實驗前試樣應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)條件下調(diào)節(jié)至環(huán)境溫度。