[发明专利]一种聚酯帘线动态疲劳失效测试方法

说明书

本发明涉及一种聚酯帘线动态疲劳失效测试方法，确定I类基准应力载荷σ*、校准后的斜率校准后的截距的取值后，代入公式中，得到聚酯帘线在σ*时的预测断裂循环次数c*；和的取值的确定过程为：首先设置振幅、频率和波形，同时设置n个II类基准应力载荷σ后，进行疲劳实验，重复多次，得到f(c)；然后在横坐标为f(c)且纵坐标为σ的坐标系中分别标出每次疲劳实验时n个σ对应的f(c)后，进行线性拟合，得到多对斜率和截距；最后进行数据的剔除和增加，直到斜率和截距的对数、斜率的变异系数CV值和截距的变异系数CV值都达到要求，再计算斜率和截距的平均值，得到和本发明的测试方法简单，可准确预测聚酯帘线动态疲劳失效情况。

技术领域

本发明属于橡胶骨架材料检测领域，涉及一种聚酯帘线动态疲劳失效测试方法，特别涉及一种通过动态循环拉伸实验数据预测聚酯帘线在动态疲劳作用下寿命预测的方法。

背景技术

聚酯工业丝是产业用高新技术纤维，具有强度优异、模量高和尺寸稳定性良好的特性被广泛的应用于汽车帘子线领域。聚酯帘子线作为轮胎的骨架材料，起着支撑轮胎强度，承受车辆对轮胎的负荷(静、动态)，限制轮胎使用变形的作用。轮胎在行驶过程中将承受内压力、径向、侧向牵引力和制动力等极其复杂的力作用，而帘线将受到拉伸、压缩、剪切、弯曲及扭转力矩的作用，显然随着不断的使用，帘线的力学性能会发生不断的下降，甚至导致疲劳破坏。近年来众多轮胎制造商对各种轮胎用纤维帘线的动态疲劳性能极为关注。对研究通过减少疲劳等因素的影响提高轮胎耐久性的可能性和寻找新的可行的纤维骨架材料十分感兴趣。而目前，对于金属、塑料、硫化橡胶等材料的疲劳特性已有较为完善的测试方法和指标，通常使用规定应力条件下的疲劳断裂寿命及永久形变率作为评价疲劳性能的主要指标。柔性的聚酯纤维纺织品的疲劳特性，根据现有的纤维团体标准及弹性织带国家推荐标准可以对纺织品的疲劳拉伸性能进行评价，但是由于材料的多样性和本身性能的多分散性，对所获得的参数的不确定性产生影响，影响所测得的疲劳特性参数和材料寿命的精准性。

针对纤维材料的静态疲劳特性测试方法，专利CN201810684099.X公开了一种聚酯工业丝蠕变伸长与回复性能的测试方法，确定预加张力、夹持距离、蠕变负荷等测试参数的取值范围后对聚酯工业丝进行蠕变实验得到表征蠕变伸长与回复性能的参数的数值，该发明给出了适用于蠕变伸长率不超过30％的纤维长丝的一种纤维蠕变条件下，测试纤维材料形变的一种方法，但是这种方法主要测试的是材料的蠕变特性中的形变参数，属于材料静态疲劳特性的范畴，而对于材料动态条件下的疲劳特性测试并未给出测试方法、也未对疲劳寿命的预测给予关注；专利CN201810683948.X公开了一种聚酯工业丝蠕变寿命的快速预测方法，对聚酯工业丝进行标准拉伸实验、非标准拉伸实验和蠕变实验得到多组强力和时间数据，由多组强力和时间数据得到n条拟合直线，根据n条拟合直线斜率和截距的平均值绘制标准直线，根据标准直线快速预测聚酯工业丝在特定蠕变负荷下的蠕变断裂时间，该发明所公开的方法是快速针对聚酯工业丝蠕变寿命进行预测，反映的是静态载荷条件下，材料耐恒定应力的疲劳特性与相应的材料失效时间预测。

针对用于车用轮胎的帘子线，仅仅关注其静态疲劳特性如蠕变性能是远远不够的，其在动态应力条件下疲劳特性以及寿命预测对于汽车轮胎的安全性评估以及帘线应用拓展与品质提升意义重大。然而目前针对聚酯帘线还没有清晰而准确的动态疲劳评价方法。

文献1(动态疲劳对钢丝聚酯帘线/橡胶粘合性能的影响.橡胶工业,2015,62(002):80-84.)对钢丝帘线/橡胶复合试样在5Hz进行简单的拉伸屈挠疲劳20万次，后研究动态疲劳对钢丝聚酯帘线/橡胶粘合性能的影响,主要聚焦于疲劳条件下帘线与橡胶界面的粘合力变化研究，所用的疲劳测试方法仅为此目的而进行，且所述的疲劳方法仅为简单的拉伸挠疲法存在局限性。