弯曲疲劳性能可综合地反映材料的力学性能，为了进一步观察弯曲疲劳实验对试样性能的影响，本节将测试试样经不同循环次数弯曲疲劳后的剩余弯曲强度。

5.2.3.1　试样制备及实验测试

该实验试样的制造方法及尺寸与弯曲疲劳实验试样相同。测试过程如下：首先，试样在70%应力水平和N/2、2N/3及5N/6循环次数下进行弯曲疲劳实验；其次，弯曲疲劳后的试样进行准静态弯曲实验；最后，获得复合材料试样的疲劳剩余强度，计算强度退化率。该实验的测试条件见表5-6。

表5-6　弯曲疲劳剩余强度测试条件

5.2.3.2　疲劳剩余强度分析

试样沿0°与90°方向在特定循环次数下进行弯曲疲劳实验，不同循环次数后试样的准静态弯曲强度会下降，试样强度退化率如图5-18所示。

图5-18　弯曲强度退化率

循环次数N/2、2N/3、5N/6均位于疲劳测试的第二阶段，即进行准静态弯曲实验前试样的主要破坏模式是纤维/基体界面损伤（前期），伴随着少量纤维断裂现象（后期）。由图5-18可以看出，同一试样的强度退化率与循环次数成正比，循环次数增加，强度退化率升高。90°方向试样在N/2循环次数下的退化率低于0°方向试样，2N/3与5N/6循环次数时90°方向试样退化率升高，退化率变化幅度较大，说明90°方向试样前期的损伤程度较低，中后期损伤程度加深，而0°方向试样退化率处于稳定增长的趋势。综上所述，0°与90°方向改性试样抵抗疲劳变形的能力均较强。(www.daowen.com)

5.2.3.3　疲劳试样裂纹扩展情况分析

将试样沿0°与90°方向弯曲疲劳特定循环次数（N/2、2N/3及5N/6）后，用高清显微镜观察损伤试样的上、下、侧三个表面，用以探索复合材料试样在弯曲疲劳过程中裂纹的扩展与失效情况，如图5-19与图5-20所示。

由图5-19可以看出，沿0°方向测试时，试样损伤程度较严重，图片所显示的现象与剩余强度退化率结果一致。试样经N/2疲劳循环后，上表面出现多个白点，且白点沿试样宽度方向出现连接的趋势；试样下表面出现多条裂纹，较深的裂纹周围出现白色区域，说明纤维与基体发生脱粘；试样侧面可反映裂纹扩展的深度，通过观察图片可以看出在N/2循环次数下，试样仅在上下表面出现白色区域，损伤仅存在于试样表面。试样经2N/3与5N/6次疲劳循环后，上表面的白点沿试样宽度方向逐渐连接成一条线，并且随着循环次数增加颜色加深，上压头与试样接触处颜色最深，说明此处损伤程度最严重；试样下表面裂纹条数增加，裂纹周围的白色区域增多，经5/6N疲劳循环后，部分白色区域连成一片，少量纤维发生断裂；侧面白色区域沿试样长度方向加深扩展，且随着疲劳循环次数增加，白色区域向试样内部扩展。试样沿0°方向进行弯曲疲劳测试时，裂纹由表及里沿试样宽度方向扩展加深，达到一定循环次数时，上下表面裂纹连接成一片白色区域，且试样下表面因拉伸作用产生一条主裂纹，裂纹由表面扩展到试样内部，产生分层现象，试样断裂失效。

由图5-20可以看出，沿90°方向测试试样弯曲疲劳性能时，试样在N/2循环次数下的损伤程度弱于0°方向，2N/3及5N/6循环次数下的损伤程度强于0°方向试样，此结果与弯曲强度退化率的变化趋势相同。在N/2疲劳循环次数下，试样上表面出现沿长度方向扩展的白点，并且与压头接触位置的白点颜色较深；试样下表面同样出现沿长度方向扩展的白点，同时还出现多条较浅的沿试样宽度方向的短裂纹；而侧面裂纹仅局限于试样上下表面。在2N/3、5N/6疲劳循环次数下，试样上表面的白点沿长度方向连接成一条白线，在2N/3循环次数下白线雏形显现，而在5N/6循环次数下白线基本定型，并且白点试样宽度方向也出现了相连的趋势；试样下表面白点的发展趋势与上表面相同，并且沿试样宽度方向扩展的裂纹数目增多并延长；侧面裂纹由试样表面向内部扩展。试样沿90°方向进行弯曲疲劳测试时，裂纹同样是由表面向内部逐渐加深，试样断裂失效时上下表面裂纹连接成一个白色区域，其断裂失效位置主要集中在上压头与试样接触处，试样上下表面在该位置皆出现一条主裂纹。与0°方向试样裂纹扩展情况不同的是，该试样上下表面裂纹主要沿长度方向扩展，且由图片可看出，试样经2N/3及5N/6次疲劳循环后损伤程度加深。

图5-19　0°方向试样疲劳裂纹扩展情况

图5-20　90°方向试样疲劳裂纹扩展情况