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橡膠在受到反復交變應力(或應變)作用時，材料的結構或性能發生變化的現象稱為疲勞;隨著疲勞的進行，導致材料破壞的現象稱為疲勞破壞。疲勞破壞的機理比較復雜，可能包括熱降解、氧化、臭氧侵蝕以及通過裂紋擴展等方式的破壞。疲勞破壞嚴格說來是一種力學過程，橡膠在周期性多次往復形變下，材料中產生的應力松弛過程，往往在形變周期內來不及完成，結果使內部產生的應力來不及分散，便可能集中在某些缺陷處(如裂紋、弱鍵等)，從而引起斷裂破壞。此外，由于橡膠是一種黏彈體，它的形變包括可逆的彈性形變和不可逆的期性形變。在周期形變中，不可逆形變產生的滯后損失的能量會轉化為熱能，使材料內部溫度升高，而高分子材料的強度一般都隨溫度的上升而降低，從而導致橡膠的疲勞壽命縮短。另一方面，高溫促進了橡膠的老化，亦促進了橡膠疲勞破壞過程。

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