一、验证目标与失效机理
面向复合材料风机叶片，湿热与温度循环耦合会引发材料吸湿膨胀、刚度与强度退化、界面/基体微裂纹萌生与扩展，在载荷作用下加速分层与断裂等早期失效。数值与实验研究表明：在高温高湿条件下，叶片材料的强度与模量显著下降，例如温度升至80℃时，材料横向模量E2 降低约27.3%、剪切模量G12/G13 降低约20%、强度Xc 降低约37%；当湿度接近100%RH且温度较高时，端部位移相较常温干燥状态可增加约7.6%，湿热耦合对结构安全裕度影响显著。因此，通过高低温交变湿热试验箱复现服役环境，可在研发与型式阶段识别湿热致损机理与薄弱环节，指导材料体系、涂层与结构优化。
二、试验设计要点与参考工况
1. 样品与工装
采用全尺寸或缩比样件（含典型截面与关键铺层区域），在箱内设置非遮挡气流的专用支架，确保迎风/背风面与叶尖/叶根均获得充分热交换；必要时对叶尖、前缘、粘接缝等敏感部位布置应变/光纤传感器。
2. 设备能力建议
选用大容积步入式高低温交变湿热试验箱，典型指标：温度-40～+85℃、湿度20～98%RH、温度波动度±0.5℃、温度均匀性±2℃、湿度偏差±2%RH，并具备程序控制、远程监控与数据记录功能，以支撑长周期循环与复合应力测试。
3. 参考工况与阶段
恒定湿热（吸湿平衡）：60℃/95%RH，48–168 h，用于评估吸湿引起的质量增加、尺寸变化与模量衰减；湿热后复测弯曲/层间剪切等力学指标。
交变湿热（湿热循环）：30℃/95%RH ↔ 60℃/95%RH，24 h/循环，10 循环，用于模拟昼夜/季节交替的湿热应力，重点观察涂层起泡/附着力、界面微裂纹、边缘分层等。
高低温循环（热冲击/温度循环）：-40℃～+85℃，4–8 h/点，10–30 循环，用于评估热应力反复作用下的裂纹扩展与结构完整性；可与湿热段交替进行以逼近海上/寒区服役谱。
复合场景（步入式能力）：在大型步入式腔体内实施高低温循环 + 盐雾 + 光照的联合试验，模拟沿海高盐雾+强辐照环境，评估涂层老化、腐蚀与表面形貌演变（如粗糙度增加、强度下降）。
上述工况参数与设备能力已在工程实践中用于大型叶片样件与大体积产品的环境适应性验证，具有可操作性与可重复性。
三、过程控制与数据采集
1. 基线表征
记录样件的初始质量、尺寸、红外热像、超声/声发射基线、关键截面CT/OM；对涂层体系测定接触角/附着力作为湿热前后对比指标。
2. 过程监控
全程记录温度/湿度曲线与报警事件；建议每循环或每24 h进行一次非破坏检测（超声C扫描、敲击法、光纤应变），湿热段结束后进行吸湿量与质量变化测定。
3. 终检与性能对比
完成循环后进行三点弯曲、层间剪切、压缩强度等力学测试，结合显微观察与界面/基体断裂特征进行失效模式判定；对叶尖/前缘/粘接区进行重点剖解与粗糙度/形貌量化，关联湿热暴露与性能衰减的因果关系。
四、判定与改进建议
1. 判定准则
以材料/结构性能衰减阈值、涂层失效判据（起泡/脱落/附着力损失）、无损检测异常检出率为判定依据；当湿热或热循环后出现强度/刚度显著下降、界面分层扩展、功能失效等，即判定为不满足环境适应性并触发设计/工艺整改。
2. 工程改进方向
湿热致损的根本在于吸湿—膨胀—界面弱化—载荷放大的链式过程。可围绕：
①低吸湿树脂体系与表面封端；
②高耐候/耐水解涂层与过渡层；
③粘接体系增韧与界面改性；
④结构铺层/止裂设计与叶尖抗冲击加强开展迭代优化，并以加速湿热—力学闭环验证成效。
