橡膠材料是不均勻體系，在周期應(yīng)力或應(yīng)變作用下，機(jī)械強(qiáng)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(kuò)展，直至斷裂破壞，這是材料疲勞破壞的關(guān)鍵階段。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

在選擇疲勞試驗(yàn)時首先考慮的是橡膠制品的實(shí)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(yàn)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(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)機(jī)測定膠料的疲勞壽命的操作方法。

實(shí)驗(yàn)儀器與測試原理

實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)儀器采用拉伸疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)，主要由電機(jī)、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(yùn)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(shí)驗(yàn)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(yàn)條件

試樣的應(yīng)變值可取伸長50—125％，一般選用100％；

試驗(yàn)的頻率一般選用250，300，500r/min；

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)前試樣應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)條件下調(diào)節(jié)至環(huán)境溫度。