关于高聚物疲劳介绍

[拼音]：gaojuwu pilao

[外文]：fatigue of polymers

高聚物材料在一定的长期的或反复多次的应力或应变的情况下，其力学性能的衰减乃至材料的最后损坏。在给定的温度和应力或应变条件下，使材料损坏所需的时间或周期数称为疲劳寿命。材料在多次形变下先产生裂纹（即银纹），再发展成裂缝，最终导致材料的破坏。因此，通过疲劳试验，可以知道高聚物抵抗产生裂缝的能力。

高聚物的疲劳寿命受应力和温度的影响。应力愈大，高聚物的疲劳寿命愈短。在足够低的应力下，高聚物材料可承受长期应力或应变而不致损坏。使材料不损坏的最高极限应力称为疲劳耐久极限。许多高聚物的疲劳耐久极限在其静抗拉强度的20％～35％之间。因此，在设计受振动的结构部件时，允许承受的最大应力应该是在疲劳耐久极限之下，而不是在抗拉强度之下。高聚物的疲劳寿命还随温度的升高而缩短。高聚物本身的力学阻尼对其疲劳寿命有很大影响。高聚物的阻尼或滞后常使试样在外力作用下产生相当大的热量，导致试样的温度上升。因此，对于那些随温度升高而强度下降很快的高聚物，阻尼高将会影响其疲劳寿命。随着高聚物的阻尼、试样所受的应力、应变速率和试样尺寸的增加，热积累也增大，从而使其疲劳寿命缩短。此外，试样有缺陷时，将产生应力集中而使疲劳寿命缩短。不同的试验条件（如恒应变试验或恒应力试验）将导致同一种高聚物疲劳寿命存在差异，从而可预计高聚物在不同条件下的寿命，也可估计其耐久使用的条件。

高聚物的疲劳主要是一种力学老化过程。但是，在多次形变下材料的耐久性也与化学过程（热、氧、光的化学老化）有关，因为在外力作用下，分子链断裂而产生的自由基将参加化学反应，从而加速了分子链的断裂。这种由外力引起的化学反应称为高分子力化学反应。