金属疲劳试验方法
金属疲劳试验方法
金属疲劳试验方法
金属疲劳试验是一种对金属材料进行疲劳性能评估的方法。
它可以用来测试材料在循环加载下的疲劳寿命以及疲劳行为。
常用的金属疲劳试验方法包括：
1. 疲劳弯曲试验：将金属试样固定在两个支撑点上，通过加载作用使其产生弯曲变形，并进行循环加载，记录试样的破坏次数或使用寿命。
2. 疲劳拉伸试验：将金属试样固定于试验机上，通过加载作用使其产生拉伸变形，并进行循环加载，记录试样的破坏次数或使用寿命。
3. 疲劳扭转试验：将金属试样固定在两个夹具上，通过加载作用使其产生扭转变形，并进行循环加载，记录试样的破坏次数或使用寿命。
4. 疲劳冲击试验：将金属试样固定在冲击机上，通过冲击作用使其产生变形，并进行循环冲击加载，记录试样的破坏次数或使用寿命。
这些试验方法可以通过变化加载幅值、加载频率、试样几何形状等参数的方式，来评估金属材料在不同加载条件下的疲劳性能。
金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法
金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法疲劳裂纹扩展速率试验是用于评估金属材料在疲劳过程中裂纹扩展速度的方法。
流程如下：
1.准备试样：制作代表材料的标准试样，通常是圆形梁、矩形板或环形试样。
2.制备试验装置：悬挂试样并施加周期性荷载的试验机。
3.施加荷载：使用标准载荷序列，如单峰、双峰或多峰载荷，以达到一定的应力幅值和频率。
4.测量裂纹长度：使用裂纹扩展仪或放大镜等测量裂纹长度，确定裂纹扩展速率。
5.统计数据：收集裂纹扩展速率数据，并使用统计方法分析数据。
6.数据分析：根据试验数据，绘制扩展速率-应力幅值曲线，并确定数据的可靠性和精度。
根据以上步骤，可进行金属材料疲劳裂纹扩展速率试验。
常用的金属材料疲劳极限试验方法
常用的金属材料疲劳极限试验方法疲劳试验可以预测材料或构件在交变载荷作用下的疲劳强度，一般该类试验周期较长，所需设备比较复杂，但是由于一般的力学试验如静力拉伸、硬度和冲击试验，都不能够提供材料在反复交变载荷作用下的性能，因此对于重要的零构件进行疲劳试验是必须的。
MTS 810金属材料疲劳试验的一些常用试验方法通常包括单点疲劳试验法、升降法、高频振动试验法、超声疲劳试验法、红外热像技术疲劳试验方法等。
单点疲劳试验法适用于金属材料构件在室温、高温或腐蚀空气中旋转弯曲载荷条件下服役的情况。
该种方法在试样数量受限制的情况下，可近似测定疲劳曲线并粗略估计疲劳极限。
试验所需的疲劳试验机一般为弯曲疲劳试验机和拉压试验机。
升降法疲劳试验升降法疲劳试验是获得金属材料或结构疲劳极限的一种比较常用而又精确的方法，在常规疲劳试验方法测定疲劳强度的基础上或在指定寿命的材料或结构的疲劳强度无法通过试验直接测定的情况下，一般采用升降法疲劳试验间接测定疲劳强度。
主要用于测定中、长寿命区材料或结构疲劳强度的随机特性。
所需试验机一般为拉压疲劳试验机。
高频振动疲劳试验法常规疲劳试验中交变载荷的频率一般低于200Hz，无法精确测得一些零件在高频环境状态下的疲劳损伤。
高频振动试验利用试验器材产生含有循环载荷频率为1000Hz左右特性的交变惯性力作用于疲劳试样上，可以满足在高频、低幅、高循环环境条件下服役金属材料的疲劳性能研究。
高频振动试验主要用于军民机械工程的需要。
试验装置通常包括：控制仪、电荷适配器、功率放大器、加速度计、振动台等。
超声法疲劳试验超声法疲劳试验是一种加速共振式的疲劳试验方法，其测试频率（20kHz）远远超过常规疲劳测试频率（小于200Hz）。
超声疲劳试验可以在不同载荷特征、不同环境和温度等条件下进行，为疲劳研究提供了一个很好的手段。
嘉峪检测网提醒超声疲劳试验一般用于超高周疲劳试验，主要针对10^9以上周次疲劳试验。
高周疲劳时，材料宏观上主要表现为弹性的，所以在损伤本构关系中采用应力、应变等参量的弹性关系处理，而不涉及微塑性。
金属低周热疲劳试验方法 标准
金属低周热疲劳试验方法标准金属低周热疲劳试验方法标准一、引言1. 金属材料在高温下易发生热疲劳现象，因而对金属材料的低周热疲劳性能进行评价非常重要。
而评价的方法就是通过热疲劳试验来进行。
2. 金属低周热疲劳试验方法标准对于确保金属材料的高温使用安全至关重要，因此标准的制定和遵守不容忽视。
二、什么是金属低周热疲劳试验方法标准3. 金属低周热疲劳试验方法标准是一套规范，用于规定金属材料在热膨胀和收缩的条件下进行试验以评估其热疲劳性能的方法。
4. 这些标准涵盖了试验样品的准备、加载方式、试验环境、试验过程、试验结果评定等内容，旨在确保试验的可重复性和有效性。
三、金属低周热疲劳试验方法标准的意义5. 金属低周热疲劳试验方法标准的制定可以帮助工程师和研究人员在设计和使用金属材料时更好地了解其在高温下的性能表现。
6. 合理的试验方法标准可以提高试验的准确性和可比性，为工程实践提供可靠的参考依据。
四、金属低周热疲劳试验方法标准的分类7. 目前，国际上的金属低周热疲劳试验方法标准主要分为两类，一类是基于高温蠕变试验的方法标准，另一类是基于高温振动试验的方法标准。
8. 这两种方法标准都有各自的特点和适用范围，工程师和研究人员需要根据具体情况选择合适的试验方法标准。
五、金属低周热疲劳试验方法标准的实施9. 实施金属低周热疲劳试验方法标准需要严格按照标准规定的试验条件和程序进行，并且需要保证试验设备的精度和稳定性。
10. 对试验结果的评定也需要按照标准的要求进行，才能得到可靠的试验数据和评价结果。
六、个人观点和理解11. 在实际工作中，我认为金属低周热疲劳试验方法标准的制定和实施对于确保金属材料在高温环境下的安全可靠运行至关重要。
12. 合理的试验方法标准可以帮助工程师更好地选用材料、设计结构，并且可以为新材料的研发提供重要参考。
七、总结13. 金属低周热疲劳试验方法标准的制定和实施对于金属材料的高温使用具有重要意义，需要得到工程师和研究人员的高度重视和遵守。
金属疲劳试验
金属疲劳试验主讲教师:一、实验目的1. 了解疲劳试验的基本原理。
2. 掌握疲劳极限、S-N曲线的测试方法。
二、实验原理1．疲劳抗力指标的意义目前评定金属材料疲劳性能的基本方法就是通过试验测定其S-N曲线(疲劳曲线)，即建立最大应力σmax 或应力振幅σα与其相应的断裂循环周次N之间的关系曲线。
不同金属材料的S-N曲线形状是不同的，大致可以分为两类，如图1所示。
其中一类曲线从某应力水平以下开始出现明显的水平部分，如图1(a)所示。
这表明当所加交变应力降低到这个水平数值时，试样可承受无限次应力循环而不断裂。
这表明当所加交变应力降低到这个水平数值时，试样可承受无限次应力循环而不断裂。
因此将水平部分所对应的应力称之为金属的疲劳极限，用符号σR 表示(R为最小应力与最大应力之比，称为应力比)。
若试验在对称循环应力(即R=-1)下进行，则其疲劳极限以σ-1表示。
中低强度结构钢、铸铁等材料的S-N曲线属于这一类。
对这一类材料在测试其疲劳极限时，不可能做到无限次应力循环，而试验表明，这类材料在交变应力作用下，如果应力循环达到107周次不断裂，则表明它可承受无限次应力循环也不会断裂，所以对这类材料常用107周次作为测定疲劳极限的基数。
另一类疲劳曲线没有水平部分，其特点是随应力降低，循环周次N不断增大，但不存在无限寿命。
如图1(b)所示。
在这种情况下，常根据实际需要定出一定循环周次(108或5×107…)下所对应的应力作为金属材料的“条件疲劳极限”，用符号σR(N)表示。
2．S-N 曲线的测定(1) 条件疲劳极限的测定测试条件疲劳极限采用升降法，试件取13根以上。
每级应力增量取预计疲劳极限的5％以内。
第一根试件的试验应力水平略高于预计疲劳极限。
根据上根试件的试验结果，是失效还是通过（即达到循环基数不破坏）来决定下根试件应力增量是减还是增，失效则减，通过则增。
直到全部试件做完。
第一次出现相反结果（失效和通过，或通过和失效）以前的试验数据，如在以后试验数据波动范围之外，则予以舍弃；否则，作为有效数据，连同其他数据加以利用，按下列公式计算疲劳极限：()11n R N i i i v m σσ==∑ 1式中m——有效试验总次数；n—应力水平级数；—第i级应力水平；—第i级应力水平下的试验次数。
第八章 金属疲劳试验
没有水平部分。铝合金、不锈钢、高强度钢。（条件疲劳强度）
（二）疲劳曲线及疲劳极限的测定
1、方法及特点：常用旋转弯曲疲劳试验。试验机结构简单、操作方便，应用广泛。
3、冲击疲劳的特点
试验表明，冲击疲劳抗力是一个取决于强度和塑性的综合性能，具有以下特点：
①冲击能量高时，材料的冲击疲劳抗力主要取决于塑性；冲击能量低时，材料的冲击疲劳抗力主要取决于强度。从此可以看出，不能仅根据工件承受冲击就要求高的冲击吸收功。
②不同的冲击能量要求不同的强度与塑性配合。淬火回火钢的冲击疲劳抗力随回火温度的变化有一峰值，该峰值随冲击能量的增加向高温方向移动（见图5-36）。
二、冲击疲劳
1、定义：是机件在重复冲击载荷作用下的疲劳断裂。
实际工作中，很少有仅经过一次或几次冲击就断裂的机件，即便是通常认为承受剧烈冲击载荷的机件，大多数是承受小能量的多次冲击才断裂。试验表明，当试样于破坏前承受的冲击次数较少时（500～1000次），试样断裂的原因与一次冲击相同；当冲击次数>105次时。破坏具有典型的疲劳断口，属于疲劳断裂，即为冲击疲劳。
3冲击韧度对冲击疲劳抗力的影响因材料的强度水平不同而异。
高强度钢和超高强度钢的塑性和冲击韧度对冲击疲劳抗力有较大影响。
（因其强度高、冲击韧度低，适当提高韧度对提高冲击疲劳抗力的影响较突出）
中、低强度钢的塑性和冲击韧度对冲击疲劳抗力的影响较小。
（因其冲击韧度已经比较高，在增加Ak值对提高冲击疲劳抗力已影响较不大）当我被上帝造出来时，上帝问我想在人间当一个怎样的人，我不假思索的说，我要做一个伟大的世人皆知的人。于是，我降临在了人间。
owens-wendt-rabel-kaelble法
owens-wendt-rabel-kaelble法
Owens-Wendt-Rabel-Kaelble法是一种评估金属材料疲劳寿命的试验方法。
这种方法主要通过拉伸试验和疲劳试验来评估金属材料的疲劳性能。
以下是这种方法的主要步骤：
1. 拉伸试验：首先对金属材料进行拉伸试验，以确定材料的弹性极限、屈服强度、最大应力等性能参数。
2. 疲劳试验：在确定材料的拉伸性能后，进行疲劳试验。
疲劳试验主要包括两种类型：对称循环加载和非对称循环加载。
对称循环加载试验用于评估材料的疲劳极限，而非对称循环加载试验用于评估材料的疲劳寿命。
3. 数据处理：根据拉伸试验和疲劳试验的结果，计算材料的弹性模量、塑性应变、疲劳极限、疲劳寿命等性能指标。
4. 评估疲劳寿命：采用Owens-Wendt-Rabel-Kaelble法对疲劳寿命进行评估。
该方法考虑了材料的弹性模量、塑性应变、疲劳极限等因素，从而可以较为准确地预测金属材料的疲劳寿命。
5. 验证结果：通过与其他试验方法的结果进行对比，验证
Owens-Wendt-Rabel-Kaelble法的准确性和可靠性。
总之，Owens-Wendt-Rabel-Kaelble法是一种评估金属材料疲劳寿命的试验方法，通过拉伸试验和疲劳试验相结合，可以较为准确地预测金属材料的疲劳性能。
这种方法在工程领域具有广泛的应用价值，有助于确保金属结构在实际应用中的安全性和可靠性。
金属疲劳试验有哪些金属疲劳试验方法
金属疲劳试验有哪些金属疲劳试验方法
疲劳试验，作为一种测定金属、非金属以及合金材料等拉伸、压缩等疲劳性能测试，常用于测量材料或产品的各项物理性能。
疲劳试验能测试哪些材料
金属：钢材、钢索、钢筋、钢板
非金属：橡胶、塑料、海绵、玻璃、胶管
合金材料：管件、五金、不锈钢、疲劳试验设备有哪些
根据试验频率：
低频疲劳试验机、中频疲劳试验机、高频疲劳试验机、超高频疲劳试验机、根据应力循环：
等幅疲劳试验机、变频疲劳试验机、程序疲劳试验机、随机疲劳试验机根据试验环境：
室温疲劳试验机、低温疲劳试验机、高温疲劳试验机、热疲劳试验机、腐蚀疲劳试验机、接触疲劳试验机、微动磨损疲劳试验机根据应力循环周次：
低周疲劳试验机、高周疲劳试验机
根据式样加载方法：
拉-压疲劳试验机、弯曲疲劳试验机、扭转疲劳试验机、复合应力疲劳试验机疲劳试验有哪些试验方法
扭转、弯曲、动态、拉伸、旋转、拉扭、纯弯、扭矩、静态、提吊、弯扭、弹跳、滚动、摇摆、屈曲、弹性、传动、。
金属材料低周疲劳试验方法
金属材料低周疲劳试验方法我折腾了好久金属材料低周疲劳试验方法，总算找到点门道。
我刚接触的时候，真的是一头雾水啊。
我就先从最基本的设备说起吧。
这个试验肯定是需要专门的疲劳试验机的，就像厨师做菜得有炉灶一样。
我一开始犯的错就是，没好好检查试验机的夹具。
有一次我把金属材料样品放上去就开始试验了，也没去看夹具是不是夹紧了。
结果呢，试验进行到一半，样品出问题了。
就好比你盖房子，地基没打好，肯定得塌啊。
这就是个惨痛的教训。
后来我每次做试验前，都会仔细检查夹具，确认金属样品牢牢固定住，一丝晃动都不能有。
再说说加载条件的设置，这个可是关键。
确定合适的应力幅和加载频率真的太重要了。
我试过不同的应力幅，就一点一点去试。
刚开始我完全没个准头，我就先设定一个我感觉差不多的值，看看试验结果咋样。
比如说，我当时先按照书上的一个参考值设了应力幅，结果发现金属材料的疲劳寿命比我预期的短很多。
我这才意识到，书上的参考值也不一定完全适用于我手里的这种材料啊。
还有加载频率呢，这就像是跑步的时候频率不同会影响体力消耗一样。
频率高的话，整个试验进行得可能会快一些，但也有可能会对结果产生影响。
我会在保证能得到有效数据的前提下，多去尝试不同的频率。
试验环境也不能忽视。
温度啊，湿度啊，就好像人在不同的环境中干活的状态也不一样。
要是温度湿度不合适，说不定也会让金属材料的疲劳试验结果出现偏差。
做试验记录也特别重要。
我以前觉得自己能记住每个试验环节，就懒得记详细笔记。
可是后来发现，试验做的久了，或者中间稍微有点小插曲，就完全搞混之前做的情况了。
所以现在我会老老实实把每一步的试验参数、观察到的现象都记下来。
而且在分析数据的时候，这些记录也像线索一样，能帮我找出哪些环节可能出了问题。
这个金属材料低周疲劳试验，就得多试，多从失败里找原因，这样才能不断找到更好的试验方法。
金属材料疲劳试验旋转弯曲方法
金属材料疲劳试验旋转弯曲方法金属材料疲劳试验旋转弯曲方法是一种常用的疲劳试验方法，旨在评估金属材料在不同应力水平下的疲劳寿命和破坏机理。
本文将介绍旋转弯曲试验的原理、实验装置、实验步骤和一些应注意的问题。
旋转弯曲试验的原理是通过在金属试样上施加交变弯曲载荷，使其产生疲劳破坏。
与拉伸、压缩等加载方式相比，弯曲加载更接近实际工作条件下的应力状态，因此旋转弯曲试验更加符合实际应用。
通过控制试样的几何尺寸和加载条件，可以得到金属材料在一定应力水平下的疲劳寿命和疲劳曲线。
实验装置的主要组成部分包括试样夹持装置、负载装置和数据采集系统。
试样夹持装置通常采用夹具或夹具+滚动装置的方式，以确保试样在加载过程中不产生滑动。
负载装置通过电机驱动试样产生旋转弯曲载荷，可利用电机的控制系统调节载荷大小和频率。
数据采集系统用来记录试验过程中的试样应变和载荷变化，以便后续分析。
旋转弯曲试验的实验步骤如下：1.准备试样：根据实验要求，根据标准规范或自定义设计制作试样。
试样的几何形状和尺寸要符合实验要求，通常为长条形或圆柱形。
2.安装试样：将试样固定在试样夹持装置中，并确保试样的几何形状和尺寸不会发生变形或损坏。
3.设置实验参数：根据实验目的和要求，设置加载频率、载荷幅值和载荷比等参数，可以在实验中逐步增加载荷或设置不同的载荷比，以得到不同应力水平下的疲劳寿命和曲线。
4.开始实验：启动负载装置，使试样产生旋转弯曲载荷。
在实验过程中，连续记录试样的应变和载荷变化，并查看试样的破坏情况。
5.终止实验：当试样出现破坏或达到预设的实验次数时，停止负载装置，结束实验。
记录试样的破坏形态和位置，以便进一步分析。
在进行旋转弯曲试验时，还需要注意以下几个问题：1.试样的几何尺寸和材料特性应符合实验要求，避免试样在实验加载过程中出现松动、变形或损坏的情况。
2.实验过程中要及时记录试样的应变和载荷变化，以便后续分析。
可以使用应变计、力传感器等装置进行实时监测和数据采集。
金属旋转弯曲腐蚀疲劳试验方法
金属旋转弯曲腐蚀疲劳试验方法
金属旋转弯曲腐蚀疲劳试验方法是一种用于评估金属材料在复杂应力和腐蚀环境下的疲劳寿命的实验方法。
以下是一种常见的金属旋转弯曲腐蚀疲劳试验方法的步骤：
1. 材料制备：选择所需的金属材料，并按照要求进行切割和加工，以获得所需的试样形状和尺寸。
2. 制备腐蚀液：根据试验要求，制备适当的腐蚀液。
腐蚀液的组成和性质应与实际使用环境相匹配。
3. 设置试验装置：将试样安装在旋转弯曲疲劳试验机的夹紧装置上，并调整试验装置以施加适当的应力和频率。
4. 施加载荷：根据试验要求，施加旋转弯曲载荷，并控制载荷大小和频率，以模拟实际工作条件下的应力。
5. 进行腐蚀：将试样浸泡在事先制备好的腐蚀液中，并控制腐蚀液的温度和浸泡时间，以模拟实际使用环境。
6. 记录数据：在试验期间记录金属试样的应力、位移和腐蚀情况等数据，并持续监测试样的疲劳寿命。
7. 分析结果：根据试验数据的分析结果，评估金属材料的疲劳性能和抗腐蚀性能，并绘制相关的曲线和图表。
通过金属旋转弯曲腐蚀疲劳试验方法，可以评估金属材料在实
际工作环境下的耐久性和可靠性，为材料的应用和设计提供指导和参考。
金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法
金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法
金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法是一种用于评估金属材料疲劳性能的重要方法。
在工程实践中，金属材料的疲劳裂纹扩展速率是评估材料疲劳寿命和安全性能的重要指标之一。
本文将介绍金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法的基本原理和步骤。
一、试验原理
金属材料在受到交变载荷作用时，会出现疲劳裂纹，裂纹会随着载荷的作用而扩展，最终导致材料的破坏。
疲劳裂纹扩展速率是指裂纹在单位时间内扩展的长度，通常用mm/s或in/s表示。
疲劳裂纹扩展速率试验是通过施加交变载荷，观察裂纹扩展情况，计算裂纹扩展速率的试验方法。
二、试验步骤
1.试样制备：根据试验要求，制备符合标准要求的试样。
2.试验装置：选择适当的试验装置，如万能试验机、疲劳试验机等。
3.试验参数设置：根据试验要求，设置试验参数，如载荷幅值、频率、试验温度等。
4.试验过程：将试样安装在试验装置上，施加交变载荷，观察裂纹扩展情况，记录裂纹长度和试验时间。
5.数据处理：根据试验数据，计算裂纹扩展速率，并绘制裂纹扩展速率曲线。
三、试验注意事项
1.试样制备应符合标准要求，避免试样表面存在缺陷和损伤。
2.试验装置应选择适当的装置，保证试验过程的稳定性和可靠性。
3.试验参数设置应根据试验要求进行合理设置，避免试验过程中出现异常情况。
4.试验过程中应注意观察试样的裂纹扩展情况，及时记录试验数据。
5.数据处理应准确、可靠，避免误差和偏差。
金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法是一种重要的材料疲劳性能评估方法，通过该方法可以评估材料的疲劳寿命和安全性能，为工程实践提供重要的参考依据。
金属材料疲劳试验轴向力控制方法
金属材料疲劳试验轴向力控制方法1. 概述金属材料的疲劳试验是评价材料疲劳性能的重要方法之一。
在试验中，控制轴向力是十分关键的一个环节，因为轴向力的大小和作用方式对试验结果有着决定性的影响。
本文将介绍10种关于金属材料疲劳试验轴向力控制方法，并进行详细描述。
2. 方法1：纵向应力控制法纵向应力控制法是最常见和最简单的方法之一。
在试验中，加载系统控制张力，监测变形，以实现纵向应力控制。
该方法的优点是简单易行，试验精度较高，但不能控制载荷的极限，对金属的疲劳长寿命试验精度不高。
3. 方法2：位移控制法位移控制是一种使用伺服电动机控制加载头的位移来达到轴向力控制的方法。
该方法能够在试验过程中动态调整加载速度，并通过反馈控制达到极限载荷的控制效果。
由于需要使用独立的位移测量系统和计算机程序，因此难度较大。
4. 方法3：变形控制法变形控制法是通过控制变形来实现轴向力控制的方法。
该方法需要较高的测量精度和计算精度，需要严格控制试剂的初始形状和加载方式。
该方法适用于短寿命试验，但需要注意试剂的气密性和应变传感器的灵敏度。
5. 方法4：频率控制法频率控制法是一种根据载荷频率的变化来控制轴向力的方法。
该方法需要对材料和试验设置进行精确控制，以保证试验的准确性。
该方法适用于复杂应力状态的试验，但需要专业技术和较高的费用。
6. 方法5：位移-应力联合控制法位移-应力联合控制法是一种将位移和应力控制结合起来的方式。
该方法能够控制载荷的大小并确保试验精确性，但需要对试验过程进行细致的调整，以保证实验数据的准确性。
7. 方法6：位移-变形联合控制法位移-变形联合控制法是一种结合位移和变形控制的方法。
该方法具有高精度和高稳定性，可以在试验过程中实现载荷控制和数据采集。
但需要使用高精度的位移传感器和变形测量器，并进行精密校准和数据分析。
8. 方法7：应变控制法应变控制法是一种直接通过应变传感器来控制轴向力的方法。
该方法适用于对材料疲劳特性的研究和分析，但需要精密的应变传感器和计算软件，以保证试验结果的准确性和可靠性。
金属疲劳试验方法
金属疲劳试验金属疲劳试验大纲1．通过金属材料疲劳实验,测定金属材料的σ-1(107),绘制材料的S-N曲线,并观察疲劳破坏现象和断口特征,进而学会对称循环下测定金属材料疲劳极限的方法.2．主要设备:纯弯曲疲劳试验机,游标卡尺;主要耗材:金属材料试样.(单点法需8-10根试样,成组法至少需20根试样.)金属疲劳试验指导书在足够大的交变应力作用下，于金属构件外形突变或表面刻痕或内部缺陷等部位，都可能因较大的应力集中引发微观裂纹。
分散的微观裂纹经过集结沟通将形成宏观裂纹。
已形成的宏观裂纹逐渐缓慢地扩展，构件横截面逐步削弱，当达到一定限度时，构件会突然断裂。
金属因交变应力引起的上述失效现象，称为金属的疲劳。
静载下塑性性能很好的材料，当承受交变应力时，往往在应力低于屈服极限没有明显塑性变形的情况下，突然断裂。
疲劳断口（见图2－30）明显地分为两个区域：较为光滑的裂纹扩展区和较为粗糙的断裂区。
裂纹形成后，交变应力使裂纹的两侧时而张开时而闭合，相互挤压反复研磨，光滑区就是这样形成的。
载荷的间断和大小的变化，在光滑区留下多条裂纹前沿线。
至于粗糙的断裂区，则是最后突然断裂形成的。
统计数据表明，机械零件的失效，约有70%左右是疲劳引起的，而且造成的事故大多数是灾难性的。
因此，通过实验研究金属材料抗疲劳的性能是有实际意义的。
图２-30 疲劳试样断口示意图一﹑实验目的1. 观察疲劳失效现象和断口特征。
2. 了解测定材料疲劳极限的方法。
二、实验设备1. 疲劳试验机。
2. 游标卡尺。
三﹑实验原理及方法在交变应力的应力循环中，最小应力和最大应力的比值 r=m ax m inσσ （2-16）称为循环特征或应力比。
在既定的r 下，若试样的最大应力为σ1m ax ，经历N 1次循环后，发生疲劳失效，则N 1称为最大应力为σ1m ax 时的疲劳寿命（简称寿命）。
实验表明，在同一循环特征下，最大应力越大，则寿命越短；随着最大应力的降低，寿命迅速增加。
《金属疲劳试验》课件
优化机械部件设计
通过金属疲劳试验，可以了解机械部件的疲劳性能，进一步优化其 设计，提高机械部件的抗疲劳性能。
检测机械部件的损伤
金属疲劳试验可以检测机械部件内部的微裂纹和损伤，及时发现潜 在的安全隐患，预防重大事故的发生。
高强度材料
随着技术的进步，高强度材料的应用越来越广泛。这些材料 的疲劳性能与传统材料相比有较大差异，因此需要深入研究 高强度材料的疲劳性能，以适应未来发展的需求。
智能化技术在金属疲劳试验中的应用
智能化数据采集
利用先进的传感器和数据采集技术， 实现金属疲劳试验过程中数据的实时 采集和监控，提高试验的准确性和可 靠性。
随机疲劳试验
随机疲劳试验是一种模拟实际 工作环境中随机应力的疲劳试
验方法。
在随机疲劳试验中，金属材料 承受的应力是一个随机过程， 以模拟实际工作过程中应力的
随机变化。
随机疲劳试验的优点是能够更 真实地模拟实际工作状态，获 得更接近实际的疲劳性能数据 。
随机疲劳试验的缺点是需要特 殊的设备和试验条件，操作相 对复杂。
法
通过观察试样的断裂时间、应力 幅值或循环次数，结合试验数据 ，计算出金属材料的疲劳寿命。
影响因素
金属材料的疲劳寿命受到多种因 素的影响，如材料成分、微观组 织结构、表面处理、应力集中等 。
S-N曲线的绘制与分析
S-N曲线
表示金属材料在不同应力水平下的疲劳寿命的曲线，横坐 标为应力水平（S），纵坐标为疲劳寿命（N）。
料选择和应用提供依据。
评估材料的疲劳性能
02
金属疲劳试验可以评估材料的疲劳性能，包括抗疲劳性能、损
金属材料 超高周疲劳 超声疲劳试验方法
超高循环法蒂格（SHCF）是用于各种工程应用，特别是航空航天和汽车工业的金属材料的关键问题。
SHCF的特点是在极多的周期（通常在10…7周期以上）下产生并传播裂缝。
传统的疲劳测试方法，如旋转弯曲疲劳测试和轴式疲劳测试，不适合在如此高的循环条件下评价材料的疲劳行为。
为SHCF开发一种可靠有效的测试方法对于先进材料的设计和开发具有重大意义。
超音速疲劳测试已成为评估金属材料高周期疲劳行为的一种很有希望的技术。
这种方法涉及使用超音速疲劳测试机对标本进行高频循环加载。
循环装载的频率一般在20kHz到30kHz之间，这允许在短时间内快速生成大量循环。
超音速疲劳测试的优点包括它能够模拟材料在现实世界服务环境中所经历的高周期装载条件，以及它的高测试效率和可靠性。
SHCF的超音速疲劳测试方法可分为两个主要方法：共振测试和自激共振测试。
在共振测试中，标本按其自然频率进行高频循环加载，而在自激共振测试中，标本按与其自然频率不同的频率进行高频循环加载。
在评估金属材料的SHCF特性方面，已广泛采用这两种方法。
超音速疲劳测试的关键挑战之一是设计和制造高频疲劳测试机，这些机能对循环装药进行精确控制，保持高能量散射。
设计适合超音速疲劳测试的标本几何美图和测试协议对于获得可靠和准确的疲劳数据也是至关重要的。
显示超音速疲劳测试对SHCF评价的有效性的一个有趣的案例研究是对航空航天应用中使用的高强度铝合金进行测试。
在著名航空航天材料研究所的研究人员进行的一项研究中，采用了超音速疲劳测试，以评估新型铝合金在各种装载条件下的SHCF特性。
结果显示，合金在10…8周期内表现出出色的疲劳阻力，从超音速疲劳测试中获得的疲劳数据为航空航天组件的设计和优化提供了宝贵的见解。
超音速疲劳测试是评估金属材料SHCF特性的有力方法。
超音速疲劳测试凭借其高测试效率和可靠性，有可能显著推进对高周期疲劳行为的理解，并促进开发用于要求工程应用的先进材料。
然而，还需要开展进一步的研究和开发工作，以应对超音速疲劳测试的技术挑战，并促进材料科学和工程界广泛采用这种测试。
金属疲劳强度试验方法
金属疲劳强度试验方法嘿，咱今儿个就来唠唠这金属疲劳强度试验方法。
你说这金属啊，平日里看着挺结实的，可要是让它一直累啊累的，它也会受不了。
就好比咱人，天天干重活，时间长了也得累垮不是？那怎么知道这金属啥时候会累垮呢？这就得靠这些个试验方法啦！常见的一种方法就是那啥，疲劳试验机测试法。
把金属样品放到那试验机里，让它不停地来回折腾，就跟折磨它似的。
看它能坚持多久，啥时候出现问题。
这就像咱跑马拉松，一直跑一直跑，看谁能坚持到最后。
你想想，要是金属在这种折腾下还能挺住，那质量肯定杠杠的呀！还有一种方法叫应变疲劳试验法。
这就好像是给金属施加各种压力，看它怎么变形。
就像给气球吹气，看它啥时候爆掉。
通过观察金属在应变下的表现，就能知道它的疲劳强度咋样啦。
再有就是高周疲劳试验法，这名字听着就挺高大上的吧？其实就是让金属快速地反复运动，频率可高啦。
这就像咱快速地眨眼睛，眨多了也会累啊。
通过这种高频的折腾，就能瞧出这金属到底耐不耐疲劳。
你说这些试验方法是不是挺有意思的？就像是在跟金属玩游戏，只不过这个游戏可不轻松，是要测出金属的真本事呢！要是金属没通过这些试验，那可就不能用在那些重要的地方啦，不然出了问题可就麻烦大了。
咱生活里好多东西都得靠金属啊，汽车、飞机、大桥，这些不都得用结实的金属嘛。
要是金属质量不行，那后果简直不敢想。
这些试验方法就是给金属的一个大考验，只有通过了考验的金属，才能放心地让它去为我们服务呀！你说要是没有这些试验方法，那我们用的东西得多不靠谱啊！说不定哪天开着车呢，车就散架了；或者走在桥上呢，桥突然塌了。
那可太吓人啦！所以啊，这些试验方法可太重要啦，它们是保障我们安全的一道防线呢！咱可得好好感谢那些研究这些方法的人，是他们让我们能用上安全可靠的金属制品。
他们就像金属的医生，给金属做各种检查，确保它们健健康康的。
总之呢，这金属疲劳强度试验方法可真是个大学问，这里面的门道多着呢！咱普通人虽然不用亲自去做这些试验，但了解了解也是挺有意思的，对吧？这样咱以后再看到金属制品的时候，就知道它们是经过了重重考验才来到我们身边的啦！。
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铝合金疲劳实验 李慕姚 1351626
一﹑实验目的
1. 观察疲劳失效现象和断口特征。
2. 了解测定材料疲劳极限的方法。
二、实验设备
1. 疲劳试验机。
2. 游标卡尺。
三﹑实验原理及方法
在交变应力的应力循环中，最小应力和最大应力的比值 r=m ax m in
σσ （2-16）
称为循环特征或应力比。
在既定的r 下，若试样的最大应力为σ
1m ax ，经历N 1次循环后，发生疲劳失效，则N 1称为最大应力为σ1
m ax 时的疲劳寿命（简称寿
命）。
实验表明，在同一循环特征下，最大应力越大，则寿命越短；随着最大应力的降低，寿命迅速增加。
表示最大应力σmax 与寿命N 的关系曲线称为应力-寿命曲线或S-N 曲线。
碳钢的S-N 曲线如图2－31所示。
从图线看出，当应力降到某一极限值σr 时，S-N 曲线趋近于水平线。
即应力不超过σr 时，寿命N 可无限增大。
称为疲劳极限或持久极限。
下标r 表示循环特征。
实验表明，黑色金属试样如经历107次循环仍未失效，则再增加循环次数一般也不会失效。
故可把107次循环下仍未失效的最大应力作为持久极限σr 。
而把N 0=107称为循环基数。
有色金属的S-N 曲线在N>5×108时往往仍未趋于水平,通常规定一个循环基数N 0,例如取N 0=108,把它对应的最大应力作为“条件”持久极限。
图２-31 疲劳试验曲线图
工程问题中，有时根据零件寿命的要求，在规定的某一循环次数下，测出σmax ，并称之为疲劳强度。
它有别于上面定义的疲劳极限。
用旋转弯曲疲劳实验来测定对称循环的疲劳极限σ-1.设备简单最常使用。
各类旋转弯曲疲劳试验机大同小异，图2-32为这类试验机的原理示意图。
试样1的两端装入左右两个心轴2后，旋紧左右两根螺杆3。
使试样与两个心轴组成一个承受弯曲的“整体梁”上，它支承于两端的滚珠轴承4上。
载荷P 通过加力架作用于“梁”上，其受力简图及弯矩图如图2-33所示。
梁的中段（试样）
为纯弯曲，且弯矩为M=21
P ɑ。
“梁”由高速电机6带动，在套筒7中高速旋转，于是试样横截面上任一点的弯曲正应力，皆为对称循环交变应力，若试样的最小直径为d min ，最小截面边缘上一点的最大和最小应力为
max σ＝I Md 2min ， min σ＝-I Md 2min (2-17)
式中I=64π
d 4
m in 。
试样每旋转一周，应力就完成一个循环。
试样断裂后，套筒压迫停止开关使试验机自动停机。
这时的循环次数可由计数器8中读出。
四﹑实验步骤
（1）测量试样最小直径d min ；
（2）计算或查出K 值；
（3）根据确定的应力水平σ
’ (4) 将试样安装于套筒上，拧紧两根连接螺杆，使与试样成为一个整体；（5）试样断裂或记下寿命N，取下试样描绘疲劳破坏断口的特征。
五﹑实验结果处理
1
d min=10mm
2 应力-时间图
3 应力应变曲线
4 S-N曲线。