有机玻璃这一透明度最高的塑料,在日常生活和工程结构中大量使用,如飞机座舱盖、风挡、车辆窗户等。有机玻璃是高分子聚合物,力学行为常表现出粘弹性,即力学性能具有较强的时间温度依赖性。其疲劳特性也具有时间相关性。随着有机玻璃在重要结构件中的应用,对有机玻璃疲劳特性的认识和疲劳寿命预测等问题的研究愈加重要。但目前对有机玻璃疲劳寿命的研究仍借用金属材料的方法,对其粘弹性特点考虑不多。因此本文对有机玻璃进行了一些时(频率)相关疲劳试验和理论研究。本文首先介绍了塑料的有别于金属材料的几个力学特点如粘弹性,时间温度应力等效,银纹现象等以及相关研究情况。介绍了工程应用中有机玻璃比较受关注的一些研究方向和研究成果,特别是其中频率相关疲劳的研究。为分析疲劳过程中的蠕变影响和了解有机玻璃的蠕变特性,本文进行了室温下的蠕变试验,得到了蠕变曲线和蠕变断裂时间,分析了有机玻璃的时间应力等效关系,得到了有机玻璃时间应力平移因子公式,并由此方便地用经验方程描述了蠕变曲线。论文重点进行了1Hz,0.5Hz,0.1Hz和0.03Hz等几个不同频率的疲劳试验,记录了应力应变响应。得到了不同频率的S-N曲线。分析了不同频率下的力学响应,采用非线性粘弹性模型描述了滞后环。比较了疲劳和蠕变的断口形貌特征。结合试验结果,分析了频率对疲劳寿命的影响原因,频率小于1Hz时,蠕变和疲劳强度率相关是两个主要因素。提出了用于有机玻璃疲劳寿命估算的频率修正蠕变-疲劳损伤演化模型,采用微分进化算法,方便地得到了模型参数。试验结果表明,本文的模型对有机玻璃不同频率疲劳寿命的描述和预测与试验结果吻合较好,从模型建立的思路看,本文的模型也可以用于带保载的情况。另外,高聚物常作为重要结构材料—纤维增强复合材料的基体,基体材料的力学性能对纤维增强复合材料有较大影响,现在也已经开始关注粘弹性对纤维增强复合材料疲劳的影响。对高聚物材料粘弹性疲劳问题的研究有助于进一步研究掌握复合材料的疲劳特性。