什么是疲勞試驗(yàn)？

疲勞試驗(yàn)是指通過金屬材料實(shí)驗(yàn)測(cè)定金屬材料的σ-1，繪制材料的S-N曲線，進(jìn)而觀察疲勞破壞現(xiàn)象和斷口特征，進(jìn)而學(xué)會(huì)對(duì)稱循環(huán)下測(cè)定金屬材料疲勞極限的方法。檢測(cè)設(shè)備一般有疲勞試驗(yàn)機(jī)和游標(biāo)卡尺。

在足夠大的交變應(yīng)力作用下，于金屬構(gòu)件外形突變或表面刻痕或內(nèi)部缺陷等部位，都可能因較大的應(yīng)力集中引發(fā)微觀裂紋。分散的微觀裂紋經(jīng)過集結(jié)溝通將形成宏觀裂紋。已形成的宏觀裂紋逐漸緩慢地?cái)U(kuò)展，構(gòu)件橫截面逐步削弱，當(dāng)達(dá)到一定限度時(shí)，構(gòu)件會(huì)突然斷裂。金屬因交變應(yīng)力引起的上述失效現(xiàn)象，稱為金屬的疲勞。

靜載下塑性性能很好的材料，當(dāng)承受交變應(yīng)力時(shí)，往往在應(yīng)力低于屈服極限沒有明顯塑性變形的情況下，突然斷裂。疲勞斷口明顯地分為兩個(gè)區(qū)域：較為光滑的裂紋擴(kuò)展區(qū)和較為粗糙的斷裂區(qū)。裂紋形成后，交變應(yīng)力使裂紋的兩側(cè)時(shí)而張開時(shí)而閉合，相互擠壓反復(fù)研磨，光滑區(qū)就是這樣形成的。

載荷的間斷和大小的變化，在光滑區(qū)留下多條裂紋前沿線。至于粗糙的斷裂區(qū)，則是Z后突然斷裂形成的。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，機(jī)械零件的失效，約有70%左右是疲勞引起的，而且造成的事故大多數(shù)是災(zāi)難性的。因此，通過實(shí)驗(yàn)研究金屬材料抗疲勞的性能是有實(shí)際意義的。

疲勞試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)方法有哪些？

疲勞試驗(yàn)機(jī)是測(cè)試材料疲勞強(qiáng)度的一款試驗(yàn)機(jī)，也是現(xiàn)下的一款機(jī)型，疲勞試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)有很多種分類方法，下面就說一下疲勞試驗(yàn)機(jī)有哪些分類試驗(yàn)方法。

1、按應(yīng)力循環(huán)的類型可分為：等幅疲勞試驗(yàn)、變頻疲勞試驗(yàn)、程序疲勞試驗(yàn)、隨機(jī)疲勞試驗(yàn)等。

2、按試樣有無預(yù)制裂紋可分為：常規(guī)疲勞試驗(yàn)、疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)。

3、按試樣的加載方式可分為：拉-壓疲勞試驗(yàn)、彎曲疲勞試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)、復(fù)合應(yīng)力疲勞試驗(yàn)。彎曲疲勞試驗(yàn)又可分為旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)、圓彎曲疲勞試驗(yàn)、平面彎曲疲勞試驗(yàn);又可分為三點(diǎn)彎曲、四點(diǎn)彎曲、懸臂彎曲疲勞試驗(yàn)。

4、按疲勞試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)?zāi)康目煞譃椋盒阅軠y(cè)試疲勞試驗(yàn)、影響系數(shù)疲勞試驗(yàn)、對(duì)比疲勞試驗(yàn)、篩選疲勞試驗(yàn)、驗(yàn)證疲勞試驗(yàn)等。

5、按疲勞試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)環(huán)境可分為：室溫疲勞試驗(yàn)、低溫疲勞試驗(yàn)、高溫疲勞試驗(yàn)、熱疲勞試驗(yàn)、腐蝕疲勞試驗(yàn)、接觸疲勞試驗(yàn)、微動(dòng)磨損疲勞試驗(yàn)等。

6、按試樣破斷時(shí)應(yīng)力(應(yīng)變)循環(huán)周次高低可分為：低周疲勞試驗(yàn)、高周疲勞試驗(yàn)。失效循環(huán)周次大于5X104的稱為高周疲勞試驗(yàn)，小于5X104的稱為低周疲勞試驗(yàn)。

7、按應(yīng)力比可分為：對(duì)稱疲勞試驗(yàn)，非對(duì)稱疲勞試驗(yàn)。非對(duì)稱疲勞試驗(yàn)又可以分為單向、雙向加載疲勞試驗(yàn)。單向加載疲勞試驗(yàn)又可以分為脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)、波動(dòng)疲勞試驗(yàn)。

幾種常用的金屬材料疲勞試驗(yàn)方法

疲勞試驗(yàn)可以預(yù)測(cè)材料或構(gòu)件在交變載荷作用下的疲勞強(qiáng)度，一般該類試驗(yàn)周期較長，所需設(shè)備比較復(fù)雜，但是由于一般的力學(xué)試驗(yàn)如靜力拉伸、硬度和沖擊試驗(yàn)，都不能夠提供材料在反復(fù)交變載荷作用下的性能，因此對(duì)于重要的零構(gòu)件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)是必須的。金屬材料疲勞試驗(yàn)的一些常用試驗(yàn)方法通常包括單點(diǎn)疲勞試驗(yàn)法、升降法、高頻振動(dòng)試驗(yàn)法、超聲疲勞試驗(yàn)法、紅外熱像技術(shù)疲勞試驗(yàn)方法等。

單點(diǎn)疲勞試驗(yàn)法

適用于金屬材料構(gòu)件在室溫、高溫或腐蝕空氣中旋轉(zhuǎn)彎曲載荷條件下服役的情況。該種方法在試樣數(shù)量受限制的情況下，可近似測(cè)定疲勞曲線并粗略估計(jì)疲勞極限。試驗(yàn)所需的疲勞試驗(yàn)機(jī)一般為彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)和拉壓試驗(yàn)機(jī)。

升降法疲勞試驗(yàn)法

升降法疲勞試驗(yàn)法是獲得金屬材料或結(jié)構(gòu)疲勞極限的一種比較常用而又精確的方法，在常規(guī)疲勞試驗(yàn)方法測(cè)定疲勞強(qiáng)度的基礎(chǔ)上或在指定壽命的材料或結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度無法通過試驗(yàn)直接測(cè)定的情況下，一般采用升降法疲勞試驗(yàn)間接測(cè)定疲勞強(qiáng)度。主要用于測(cè)定中、長壽命區(qū)材料或結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的隨機(jī)特性。所需試驗(yàn)機(jī)一般為拉壓疲勞試驗(yàn)機(jī)。

高頻振動(dòng)疲勞試驗(yàn)法

常規(guī)疲勞試驗(yàn)中交變載荷的頻率一般低于200Hz，無法精確測(cè)得一些零件在高頻環(huán)境狀態(tài)下的疲勞損傷。高頻振動(dòng)試驗(yàn)利用試驗(yàn)器材產(chǎn)生含有循環(huán)載荷頻率為1000Hz左右特性的交變慣性力作用于疲勞試樣上，可以滿足在高頻、低幅、高循環(huán)環(huán)境條件下服役金屬材料的疲勞性能研究。高頻振動(dòng)試驗(yàn)主要用于軍民機(jī)械工程的需要。試驗(yàn)裝置通常包括：控制儀、電荷適配器、功率放大器、加速度計(jì)、振動(dòng)臺(tái)等。

超聲法疲勞試驗(yàn)

超聲法疲勞試驗(yàn)是一種加速共振式的疲勞試驗(yàn)方法，其測(cè)試頻率(20kHz)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)疲勞測(cè)試頻率(小于200Hz)。超聲疲勞試驗(yàn)可以在不同載荷特征、不同環(huán)境和溫度等條件下進(jìn)行，為疲勞研究提供了一個(gè)很好的手段。超聲疲勞試驗(yàn)一般用于超高周疲勞試驗(yàn)，主要針對(duì)109以上周次疲勞試驗(yàn)。高周疲勞時(shí)，材料宏觀上主要表現(xiàn)為彈性的，所以在損傷本構(gòu)關(guān)系中采用應(yīng)力、應(yīng)變等參量的彈性關(guān)系處理，而不涉及微塑性。

紅外熱像技術(shù)疲勞試驗(yàn)方法

為縮短試驗(yàn)時(shí)間、減少試驗(yàn)成本，能量方法成為疲勞試驗(yàn)研究的重要方法之一。金屬材料的疲勞是一個(gè)耗散能量的過程，而溫度變化則是研究疲勞過程能量耗散極為重要的參量。紅外熱像技術(shù)是一種波長轉(zhuǎn)換技術(shù)，即將目標(biāo)的熱輻射轉(zhuǎn)換為可見光的技術(shù)，利用目標(biāo)自身各部分熱輻射的差異獲取二維可視圖像，用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)和紅外測(cè)溫標(biāo)定技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體表面溫度場(chǎng)分布的顯示、分析和精確測(cè)量。試驗(yàn)所用材料通常為表面鍍鋅、經(jīng)過正火處理的金屬材料，為增大金屬表面的比輻射率，試驗(yàn)時(shí)通常在試樣表面涂上很薄的一層紅外透射涂料。

每種材料都有不同的試驗(yàn)方法，您可以根據(jù)自己的需求找到適合自己的試驗(yàn)方法!以上就是為大家介紹的疲勞試驗(yàn)機(jī)的各種試驗(yàn)方法，希望能為您提供幫助。