材料疲劳试验(金属材料橡胶材料)

材料疲劳试验（金属材料，橡胶材料）

疲劳试验用以测定材料或结构疲劳应力或应变循环数的过程。疲劳是循环加载条件下，发生在材料某点处局部的、永久性的损伤递增过程。经足够的应力或应变循环后，损伤积累可使材料发生裂纹，或是裂纹进一步扩展至完全断裂。出现可见裂纹或完全断裂统称疲劳破坏。

按破坏循环次数的高低，疲劳试验分为两类：

（1）高循环疲劳（高周疲劳）试验，对于此种试验，施加的循环应力水平较低；

（2）低循环疲劳（低周疲劳）试验，此时循环应力常超过材料的屈服极限，故通过控制应变实施加载。按材料性质划分有金属疲劳试验和非金属疲劳试验；

按工作环境划分包括高温疲劳试验、热疲劳（由循环热应力引起）试验、腐蚀疲劳试验、微动摩擦疲劳试验、声疲劳（由噪声激励引起）试验、冲击疲劳试验、接触疲劳试验等。金属疲劳试验：

金属疲劳试验时，应力随时间一般呈正弦波形变化，但有时也采用三角形、矩形等应力波形。金属疲劳试验时最广泛采用的是旋转弯曲疲劳试验和轴向加载疲劳试验。

金属在疲劳极限下实际所通过的最大循环次数称为试验基数。钢铁及钛合金等,基数一般为10；对于有色金属、特殊钢及在高温、腐蚀等试验条件下，基数一般为10。一些金属存在疲劳极限，对应地在-曲线上出现水平部分。一些金属不存在疲劳极限,其-曲线无水平部分；随循环周次增加，金属所能承受的应力不断减小，因此将对应于规定周次的应力称为条件疲劳极限。

金属疲劳极限一般根据10个以上相同试样的疲劳试验结果所绘制的-曲线求得,或用升降法求得。金属疲劳强度是一种对金属外在缺陷、内在缺陷、显微组织和环境条件非常敏感的性能，通过疲劳试验所测定的试验数据一般都很分散，疲劳断口金属疲劳裂纹通常在表

面层应力集中处(滑移带、夹杂、析出微粒、划痕、缺口、冶金缺陷等)萌生、而后扩展至断裂。金属疲劳断裂表面的外观形貌称之为疲劳断口。一般分为三区：即疲劳源（萌生疲劳裂纹的核心策源地）；疲劳裂纹扩展区（扩展过程中留下呈同心弧线的贝壳状形貌，光亮平滑，颗粒细有时呈瓷状）；终断区（剩余截面不足以支承峰值应力因过载荷而静断，呈暗灰色纤维状或晶粒状）。

在电子显微镜或光学显微镜高倍放大下，在金属疲劳扩展区可显示出垂直裂纹扩展方向而大致平行的疲劳条痕，每根条痕标志每一循环终了疲劳裂纹的位置，因此条痕间距可作为局部疲劳裂纹扩展率的度量。

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