彈性體的性質(zhì)研究表明，在低應(yīng)變疲勞條件下，橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度愈高，耐疲勞破壞性能愈好；在高應(yīng)變疲勞條件下，具有拉伸結(jié)晶性的橡膠耐疲勞破壞性能較好。疲勞裂紋增長(zhǎng)也與彈性體種類有關(guān)，NR和BR對(duì)應(yīng)變速率不敏感，而SBR等由于具有較大的粘彈性，對(duì)應(yīng)變速率較為敏感。（針對(duì)這方面的研究和表述最多，但是與本次研究關(guān)系不大，因此簡(jiǎn)要帶過）

　　

      應(yīng)變周期隨頻率的增加，橡膠的疲勞破壞加快，但當(dāng)頻率增加到一定程度后繼續(xù)增加時(shí)，其疲勞壽命變化就不再顯著。主要是由于低頻條件下，機(jī)械疲勞破壞引起的分子鏈斷裂起決定作用;高頻條件下，由于產(chǎn)生較大的升熱，因此，破壞的主要原因已不是機(jī)械疲勞，而是高溫引起的熱降解，此時(shí)化學(xué)變化對(duì)橡膠的破壞起重要作用。另外，頻率對(duì)非結(jié)晶橡膠有顯著的影響，對(duì)結(jié)晶橡膠的影響不顯著，因?yàn)榉墙Y(jié)晶橡膠存在疊加在動(dòng)態(tài)割口增長(zhǎng)上的時(shí)間依賴性連續(xù)裂紋增長(zhǎng)。裂紋增長(zhǎng)中的這種穩(wěn)定增長(zhǎng)部分在頻率微0.2Hz以下非常重要，它的引發(fā)歸根于粘彈性效應(yīng)。對(duì)NR（天然橡膠）膠料的研究結(jié)果表明，最小應(yīng)變?cè)黾訒r(shí)盡管能量輸人降低，但樣品的疲勞壽命卻增加，說(shuō)明施加于樣品的最小應(yīng)變是影響疲勞壽命的主要因素。還有許多橡膠制品的例子表明應(yīng)變周期在很大程度上影響制品的性能。

　　

       操作溫度操作溫度對(duì)橡膠耐疲勞破壞性能的影響相當(dāng)復(fù)雜，因?yàn)槠�勞中同時(shí)發(fā)生了不可逆的化學(xué)變化(如降解)。另外高溫還影響材料的模量和扯斷伸長(zhǎng)率。但在大多數(shù)試驗(yàn)中，隨溫度的增加，NR和SBR的疲勞壽命都降低，只是前者不如后者明顯。

　　

       靜態(tài)應(yīng)力橡膠制品在使用時(shí)往往要預(yù)先加載，產(chǎn)生一定的變形，然后再進(jìn)行疲勞實(shí)驗(yàn)，此預(yù)壓力導(dǎo)致的應(yīng)力稱為靜態(tài)應(yīng)力，引起的變形，稱為靜態(tài)應(yīng)變。與金屬的疲勞壽命隨靜態(tài)應(yīng)力的增大而降低不同，橡膠的疲勞壽命隨靜態(tài)應(yīng)力/應(yīng)變的增加而增加，直至達(dá)到一個(gè)最大值，而后逐漸減小，并且應(yīng)變結(jié)晶性橡膠和非應(yīng)變結(jié)晶性橡膠疲勞壽命的增加的原因不同。前者因?yàn)橄鹉z在裂紋尖端發(fā)生了應(yīng)變結(jié)晶，可以阻止裂紋的進(jìn)一步增長(zhǎng);后者因?yàn)橥鶑?fù)循環(huán)應(yīng)變能的降低。

　　
       空氣氛圍空氣氛圍對(duì)橡膠疲勞裂紋增長(zhǎng)的影響也比較顯著。一般惰性環(huán)境(如氮?dú)?使疲勞裂紋增長(zhǎng)速率下降，氧和臭氧使疲勞裂紋增長(zhǎng)加速。與氧的影響相比，臭氧裂紋可在更低的應(yīng)力下發(fā)生，0．5×10-6的臭氧可以使疲勞裂紋增長(zhǎng)速率增加40％-80％。

　　此外，填料、硫化系統(tǒng)、硫化狀態(tài)、抗氧劑對(duì)橡膠的疲勞性能均有一定的影響。

　　橡膠的阻尼熱：由于橡膠復(fù)合材料的滯后損失大而導(dǎo)熱性差，此類材料在承受循環(huán)載荷的同時(shí)伴隨有較高的熱生成，使材料表面和內(nèi)部溫度升高，加速了材料的疲勞破壞。因此，研究此類材料在循環(huán)載荷下溫度變化的一般規(guī)律，是對(duì)該類材料進(jìn)行疲勞強(qiáng)度分析和壽命預(yù)報(bào)不可缺少的內(nèi)容。大部分橡膠疲勞的實(shí)驗(yàn)都是將阻尼熱考慮進(jìn)去，甚至直接研究橡膠材料在周期載荷下產(chǎn)熱對(duì)材料疲勞性能的影響。

　　

　　就橡膠材料而言，它是指橡膠材料在重復(fù)變形的過程中，當(dāng)其承受的局部變形應(yīng)力超過橡膠的延伸率或應(yīng)力極限時(shí)，疲勞過程開始，以至于最后達(dá)到破壞。這種疲勞破壞的開始點(diǎn)是由于橡膠表面或內(nèi)部的不均勻性所造成的。

　　橡膠材料的破壞主要是由于其內(nèi)部的缺陷或微裂紋引發(fā)的裂紋不斷傳播和擴(kuò)展而導(dǎo)致的。按照分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)，橡膠材料的動(dòng)態(tài)疲勞破壞歸因于材料本身分子鏈上化學(xué)鍵的斷裂，即試樣在受到周期應(yīng)力一應(yīng)變作用過程中，應(yīng)力不斷地集中于化學(xué)鍵能比較弱的部位而產(chǎn)生微裂紋，繼而發(fā)展成為裂紋并隨著時(shí)間的推移而逐步擴(kuò)展開來(lái)。裂紋發(fā)展是一個(gè)隨著時(shí)間而發(fā)展，涉及到橡膠材料的分子鏈連續(xù)斷裂的粘彈性非平衡動(dòng)態(tài)變化過程。這一微觀發(fā)展過程在宏觀上的表現(xiàn)是，橡膠材料在動(dòng)態(tài)應(yīng)力一應(yīng)變的疲勞過程中，裂紋穿過試樣不斷擴(kuò)展，直到斷裂以及產(chǎn)生與之所伴隨的熱效應(yīng)。

　　

       橡膠材料的動(dòng)態(tài)疲勞過程一般可以分為三個(gè)階段：第一階段是應(yīng)力劇烈變化，出現(xiàn)橡膠材料在應(yīng)力作用下變軟的現(xiàn)象；第二階段是應(yīng)力緩慢變化，橡膠材料表面或內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋，經(jīng)常稱之為破壞核；第三階段是微裂紋發(fā)展成為裂紋并連續(xù)不斷地?cái)U(kuò)展開，直到橡膠材料完全出現(xiàn)斷裂破壞現(xiàn)象，最后這一階段是橡膠材料疲勞破壞的最重要的階段。

　　

      使用炭黑填充的天然橡膠硫化膠在一定負(fù)荷下多次拉伸變形時(shí)，橡膠的物理機(jī)械性能在疲勞過程中，拉伸強(qiáng)度先是逐步上升的，經(jīng)過一個(gè)極大值后再開始下降，而撕裂強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)彈性模量和力學(xué)損耗因子的變化則相反。在疲勞過程中，膠料的拉伸強(qiáng)度幾乎保持不變。300％定伸應(yīng)力的疲勞開始階段明顯增大，然后增大趨于緩慢；扯斷伸長(zhǎng)率則隨疲勞周期的變化而下降，在高應(yīng)變疲勞條件下，具有拉伸結(jié)晶性的橡膠抗疲勞破壞性能較好。未使用補(bǔ)強(qiáng)劑補(bǔ)強(qiáng)的橡膠材料，其破壞形態(tài)一般表現(xiàn)為塑性破壞，而使用炭黑或其它活性填料作補(bǔ)強(qiáng)劑的橡膠材料則表現(xiàn)為脆性破壞，且隨著各種防老劑的加入，其破壞形態(tài)由脆性破壞逐步向準(zhǔn)塑性破壞形態(tài)轉(zhuǎn)變。

　　
    天然橡膠在受到一定頻率的應(yīng)力作用的條件下，由于分子鏈的內(nèi)摩擦而生熱是其動(dòng)態(tài)疲勞破壞的另外一種因素。當(dāng)疲勞生熱的溫度低于120℃時(shí)，天然橡膠制品內(nèi)部將發(fā)生化學(xué)交聯(lián)鍵的結(jié)構(gòu)變化，主要是發(fā)生交聯(lián)鍵及鏈段的熱裂解反應(yīng)，首先是多硫交聯(lián)鍵減少，而單、雙鍵逐漸增加。總的表現(xiàn)是交聯(lián)鍵的密度在增加，宏觀的表現(xiàn)為膠料的硬度和定伸應(yīng)力增加。由于膠料內(nèi)部發(fā)生了以上微觀結(jié)構(gòu)的變化，從而進(jìn)一步造成產(chǎn)品內(nèi)部的生熱繼續(xù)，當(dāng)生熱溫度超過120℃(如到達(dá)130℃、140℃、150℃)時(shí)，橡膠材料總的交聯(lián)密度逐步下降。疲勞破壞的最后階段，橡膠材料的外觀表現(xiàn)將接近混煉膠狀態(tài)。此時(shí)的橡膠已經(jīng)完全喪失彈性．產(chǎn)品也將失去了實(shí)際使用價(jià)值。

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