疲劳性能测试实验所采用的试样与弯曲性能测试实验中试样的制造方法及尺寸相同。

采用美国MTS Landmark疲劳实验机在20℃干态环境中测试三维正交玻纤机织复合材料弯曲疲劳性能，试样跨距参照ASTM D790—2017标准设置（未改性试样为106mm，改性试样为112mm），实验加载频率设置为4Hz（即试样在1s内弯曲4次），测试所采用的应力比为0.1，实验装置及试样放置如图5-14所示。

图5-14　弯曲疲劳实验装置

复合材料试样在疲劳实验过程中受到交变循环载荷作用，其加载模式如图5-14所示。MTS Landmark疲劳实验机采用交变载荷控制的模式加载试样，试样从初始载荷最终回到初始载荷的一个变化周期称为一个循环，已在图5-15中标记。一个循环中，最小载荷Fmin对应的应力与最大载荷Fmax对应的应力之比称为应力比，应力比决定试样在疲劳受力过程中的加载幅度，两者成反比，应力比越大，试样加载幅度越小，从实际角度出发将应力比设置为0.1。(www.daowen.com)

图5-15　交变循环载荷

在不同应力水平下测试复合材料试样的疲劳性能，应力水平定义为一个循环过程中最大应力与试样在准静态弯曲实验中最大应力的比值，也可理解为疲劳最大载荷与准静态最大载荷的比值，因此，载荷水平也可表示应力水平。科学地设置应力水平是一大创新点，由声发射技术实时监测三层复合材料试样准静态弯曲实验可得该试样的临界载荷水平分别为50%与90%，试样进行弯曲疲劳实验所受的最大载荷达到准静态最大载荷的50%时，试样开始萌生裂纹，多次循环后试样断裂失效；而试样在弯曲疲劳实验中最大载荷达到准静态最大载荷的90%时，试样即进入破坏性损伤阶段，在循环次数很少的情况下即发生失效，因此，试样进行弯曲疲劳测试时，其最大载荷不可超过准静态最大载荷的90%，即最大应力水平不能超过90%。为了测试试样从裂纹萌生至破坏性损伤萌生这一期间的疲劳性能，弯曲疲劳实验将最小应力水平设置为50%，最大应力水平设置为90%，中间每隔10%取一值，最终所设置的应力水平为50%、60%、70%、80%、90%。