【CMA/CNAS资质】塑料单轴疲劳性能测定 ASTM D7791-22

一、标准基础信息

项目内容

标准号	ASTM D7791-22
中文名称	塑料单轴疲劳性能的标准试验方法
英文名称	Standard Test Method for Uniaxial Fatigue Properties ofPlastics
发布日期	2022-07-01 -1
标准状态	现行有效（Current）-2
总页数	5页 -2-5-7
ICS分类号	83.080.01（塑料综合）-5-7
技术委员会	ASTM D20.10 -8
发布单位	美国材料与试验协会（ASTM International）-1
适用范围	本试验方法涵盖单轴加载下塑料动态疲劳性能的测定。该方法适用于刚性和半刚性塑料。具有拉伸和压缩能力的单轴加载系统用于确定这些特性。应力和应变水平低于材料的比例极限，其中应变和应力具有相对弹性。-1-8
与ISO标准关系	无已知的ISO等效标准（Note1）-1-6-8

二、检测服务简介

化学工业合成材料老化质量监督检验中心是获得CMA/CNAS双资质认证的检测机构。本中心依据ASTMD7791-22《塑料单轴疲劳性能的标准试验方法》标准，提供各类塑料材料的单轴疲劳性能检测服务，出具国际互认的检测报告。

疲劳性能是指材料在循环加载条件下抵抗损伤累积和Zui终破坏的能力，是评价塑料制品长期使用性能和安全可靠性的核心指标。本标准是塑料材料疲劳测试的，适用于材料研发、质量控制和产品设计验证等场景 -8。

重要提示：本试验方法结果适用于设计应用的前提是试样试验条件真实地模拟了使用条件，或有明确的方法考虑使用条件 -1-8。

适用材料典型产品

刚性塑料	工程塑料（ABS、PC、PA、POM）、热固性塑料、纤维增强复合材料
半刚性塑料	改性聚烯烃、热塑性弹性体、软质PVC
汽车零部件	结构件、内饰件、功能部件
电子电器制品	连接器、外壳、开关部件
消费品	运动器材、工具手柄、日用塑料制品

三、测试程序

本试验方法包含两种测试程序，可根据材料特性和应用需求选择 -1-5-8：

程序名称适用性描述

程序A	拉伸疲劳试验	适用于刚性和半刚性塑料	在单轴拉伸循环加载下测定疲劳性能
程序B	压缩疲劳试验	仅适用于刚性塑料 -1-2-8	在单轴压缩循环加载下测定疲劳性能

四、测试意义与应用

这些疲劳试验用于确定加工条件、表面状态、应力水平等因素对承受单轴应力的塑料材料在大量循环中疲劳抗力的影响。研究结果也可作为在重复弯曲应力条件下选择塑料材料的指南 -1-8。

重要注意事项 -1-8：

频率影响：性能随试样深度和测试频率而变化。测试频率可为1-25 Hz，但建议使用5 Hz或更低的频率

材料响应差异：并非所有塑料的疲劳响应都相同。若塑料没有表现出应变可逆的弹性区域，疲劳试验中会发生塑性变形，导致编程载荷或变形的幅度发生变化。在此情况下，设计应用结果时需谨慎，因为这些结果通常不能表明材料的真实疲劳性能

试样制备影响：该方法适用于各种试样制备技术。除非证明了等效性，否则不应将以不同方式制备的试样所得结果进行比较

五、核心技术参数

检测项目标准规定参数本中心实测能力

适用材料	刚性、半刚性塑料 -1	各类工程塑料、复合材料
试样数量	每个应力/应变水平至少3个试样，总计≥12个试样 -3	严格执行
加载波形	正弦波（默认）、方波、梯形波 -3	多波形可编程控制
频率范围	1-25 Hz（推荐≤5 Hz）-1-8	0.01Hz～100Hz可调
载荷精度	载荷误差≤±1% -3	±0.5%
应变测量精度	Class B-2级引伸计，应变误差≤0.0002mm/mm -3	符合ASTM E83要求
尺寸测量精度	千分尺（ASTM D5947），精度0.025mm -3	0.01mm精度
终止条件	试样断裂/屈服或达到10⁷次循环 -3	自动判定
测试环境	标准实验室环境或指定环境	恒温恒湿控制/环境箱
检测周期	—	10-15个工作日

主要检测设备 -3：

高频疲劳试验系统（载荷精度±0.5%，符合ASTM E4要求）

高精度引伸计/压缩计（ClassB-2级，符合ASTM E83要求）

数据采集与分析系统（符合ASTME1942指南）

环境箱（温湿度控制）

千分尺（符合ASTMD5947要求）

六、引用标准体系

ASTM D7791-22引用了以下相关标准 -2：

标准号标准名称用途

ASTM D638-22	塑料拉伸性能标准试验方法	程序A静态拉伸性能基准
ASTM D695-23	刚性塑料压缩性能标准试验方法	程序B静态压缩性能基准
ASTM D883-24	塑料相关术语	术语定义
ASTM E83-23	引伸计系统验证和分类标准规范	应变测量精度验证
ASTM E691-23	实验室间研究确定试验方法精密度	精密度验证
ASTM D5947-24	固体塑料试样尺寸测定标准试验方法	尺寸测量
ASTMD3479/D3479M-19(2023)	聚合物基复合材料拉-拉疲劳试验方法	相关疲劳测试方法

七、应用领域

塑料单轴疲劳性能检测广泛应用于以下领域：

应用领域检测目的典型产品

汽车工业	验证塑料部件在交变载荷下的使用寿命	发动机舱部件、悬挂件、功能件
电子电器	评估开关、连接器的长期可靠性	按键、插拔件、外壳
消费品	控制运动器材、工具手柄的疲劳寿命	体育用品、手动工具、日用塑料
材料研发	研究新型塑料材料的疲劳损伤机理	改性工程塑料、复合材料
质量控制	监控产品批次一致性，验证配方工艺	塑料原料、注塑制品
医疗器械	保证医用塑料制品的长期可靠性	医疗器械外壳、手柄
航空航天	评估非结构性塑料件的疲劳性能	内饰件、非承力部件

八、常见问题解答

Q1：程序A（拉伸疲劳）和程序B（压缩疲劳）有什么区别？如何选择？

A：程序A适用于刚性和半刚性塑料，在单轴拉伸循环加载下测定疲劳性能；程序B仅适用于刚性塑料，在单轴压缩循环加载下测定疲劳性能 -1-2-8。选择依据材料实际使用中的受力模式——若部件主要承受拉伸交变载荷，选择程序A；若主要承受压缩交变载荷，选择程序B。比较试验可按照任一程序进行，前提是该程序对所测材料有效 -1-8。

Q2：本标准是否有ISO等效标准？

A：没有已知的ISO等效标准（Note 1）-1-6-8。本标准是ASTM特有的塑料单轴疲劳测试方法，与国际上其他塑料疲劳测试标准（如ISO13003）在适用范围和测试原理上有所区别。

Q3：测试频率如何选择？为什么推荐5Hz或更低？

A：标准规定测试频率可为1-25 Hz，但建议使用5 Hz或更低的频率 -1-8。这是因为高频加载可能导致试样内部生热，温升会改变材料的力学性能和疲劳机理，影响测试结果的准确性。对于某些对温度敏感的塑料材料，过高的频率会导致测试结果失真。

Q4：本标准的试样数量要求是多少？

A：标准要求每个应力/应变水平至少测试3个试样，总计不少于12个试样 -3。通常需要设置4-5个应力水平（如从静态强度的80%到30%递减），以获得完整的S-N曲线。

Q5：测试结果受哪些因素影响？

A：主要影响因素包括：①试样制备质量（表面状态、尺寸精度）；②加载频率和波形控制；③应力比和应力水平选择；④应变测量精度（需ClassB-2级引伸计）；⑤温度监控和散热控制；⑥试样状态调节条件 -1-3-8。

Q6：本标准与ASTM D3479有什么区别？

A：ASTM D3479/D3479M专门针对聚合物基复合材料的拉-拉疲劳性能测定 -2；而ASTMD7791适用于塑料材料（包括刚性、半刚性塑料）的单轴疲劳性能测定，包含拉伸和压缩两种程序，适用范围更广。

九、为什么选择我们？

1. 资质：CMA/CNAS双资质认可，检测报告国际互认，可用于国际项目招投标、材料认证、质量仲裁

2. 设备先进：配备符合ASTME4要求的高频疲劳试验系统、电液伺服疲劳试验机，载荷精度±0.5%，引伸计符合ASTM E83 ClassB-2级要求 -3

3. 专业团队：长期从事塑料材料疲劳性能测试研究，熟悉各类工程塑料的疲劳损伤机理

4. 标准理解：深刻理解ASTM D7791-22与ASTM D638、ASTMD695等系列标准的技术对应关系

5. 双程序服务：可提供程序A（拉伸疲劳）和程序B（压缩疲劳）两种测试模式，满足不同应用需求

6. 过程控制：严格按标准进行频率选择（推荐5Hz以下）、载荷/应变精度控制和数据处理，确保结果准确可靠

7. 温度监控：具备实时温度监控系统，确保温升控制在允许范围内

8. 一站式服务：从样品准备指导、静态性能测试、疲劳测试到数据统计分析，流程完整无外包

十、送样要求

项目要求

样品类型	刚性塑料、半刚性塑料、工程塑料制品
试样尺寸	按ASTM D638（拉伸）或ASTM D695（压缩）要求制备 -3
试样数量	每个应力水平至少3个试样，总计≥12个试样 -3
样品状态	表面平整、无缺陷、无污染
材料信息	提供材料类型、牌号、生产日期、成型工艺
测试要求	明确测试程序（A/B）、应力水平范围、频率要求、环境条件
检测周期	10-15个工作日（根据试验条件确定）

十一、联系方式

化学工业合成材料老化质量监督检验中心

如需咨询或送检，欢迎联系本中心技术团队。我们将根据您的材料特性和应用需求，设计专业的单轴疲劳性能测试方案。

温馨提示：ASTMD7791-22是塑料单轴疲劳性能测定的，适用于刚性、半刚性塑料的拉伸和压缩疲劳测试。本中心可提供程序A和程序B两种测试服务，满足不同应用场景的疲劳性能评估需求。欢迎来电咨询！