二十 疲劳寿命试验

实验二十 疲劳寿命试验

一、实验目的

1．了解材料的疲劳性质，测定某个应力等级下的疲劳寿命。

2．了解高频疲劳试验机的工作原理和操作方法。

3．掌握不确定性测量的基本分析方法

二、实验设备

1．高频疲劳试验机（PLG-100）

三、实验概述

材料疲劳寿命是一个特殊的机械性质。疲劳寿命的一个主要因素是应力水平。在不同的应力水平下材料具有不同的疲劳寿命。在测定了各级应力水平的疲劳寿命（包括疲劳极限）时，可以确定一条材料的疲劳寿命曲线，即S-N 曲线（应力——寿命曲线）。

各应力级别的寿命并不是一个确定性的量值。它的对数是按照概率正态分布的一个随机变量。因此，试验需要测定多个同应力级别的试件的寿命（n 个寿命），对这n 个寿命计算对数寿命的平均值和标准差。

平均值：

标准差：

-55- ∑==n i i x n x 111)(1

2

−−=∑

=n x x s n i i

定义：变异系数为

x s C v =

其中：x 为寿命的对数，即 由概率分析理论和统计推断理论，可以确定当置信度达到95%时变异系数的要求（见附件），由此可以确定最少的试件个数n 。

四、实验步骤

1．每两个人一组（一根试件），测量试件截面几何尺寸。

2．根据拟定的应力水平和应力比R ，计算最大载荷和最小载荷，计算平均静载荷和动载荷。

应力水平是指交变应力中的最大应力 。 应力比R 定义：

max

min σσ=R 。 平均静载荷：

2min max P P P j +=

动载荷：

2

min max P P P d −= 3．将试件夹卡到高频疲劳试验机上。注意试件对中。

4．启动疲劳试验机静载荷和动载荷。记录寿命。

5．五根试件计算平均值和标准差、以及变异系数。

6．三个应力水平或四个应力水平的对数疲劳寿命可画出一条疲劳寿命曲线。

五、予习要求

1. 阅读本试验讲义及有关的附录标准（见附录？）。

2. 阅读附录中有关高频疲劳试验机的原理和操作。

六、实验报告要求

1. 内容应包括实验目的、设备、测试原理与方法，原始记录，实验数据处理。每五根试件处理一个数值。

2. 在对数坐标纸上作S-N 曲线图。

-56- i

i N x lg =max σ