&

權(quán)威公正傳遞信任
彰顯品質(zhì) 創(chuàng)造價(jià)值

金屬材勞料疲勞測(cè)試及S-N曲線測(cè)定

詳細(xì)介紹

金屬疲勞是指一種在交變應(yīng)力作用下，金屬材料發(fā)生破壞的現(xiàn)象。機(jī)械零件在交變壓力作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，

在局部高應(yīng)力區(qū)形成微小裂紋，再由微小裂紋逐漸擴(kuò)展以致斷裂。疲勞破壞具有在時(shí)間上的突發(fā)性，

在位置上的局部性及對(duì)環(huán)境和缺陷的敏感性等特點(diǎn)，故疲勞破壞常不易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)且易于造成事故。

應(yīng)力幅值、平均應(yīng)力大小和循環(huán)次數(shù)是影響金屬疲勞的三個(gè)主要因素。

試驗(yàn)?zāi)康模涸u(píng)估材料在交變載荷下的抗疲勞性能，預(yù)測(cè)其在不同應(yīng)力水平下的失效壽命（循環(huán)次數(shù)）。

制樣及SN曲線測(cè)定

應(yīng)力幅值（Stress, S）與失效循環(huán)次數(shù)（Number of cycles, N）的對(duì)數(shù)關(guān)系曲線，用于表征材料的疲勞特性。

標(biāo)準(zhǔn)試樣：ASTM E466推薦啞鈴型試樣（減少應(yīng)力集中）。

關(guān)鍵區(qū)域：工作段需拋光至Ra < 0.2 μm，避免表面缺陷引發(fā)早期裂紋。同一批次材料，避免成分偏析、熱處理差異。

取樣方向：各向異性材料需注明軋制方向（如鋁合金板材）。

S-N曲線測(cè)定需結(jié)合嚴(yán)格試樣制備、精準(zhǔn)載荷控制及統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)際操作中，建議：

每組應(yīng)力水平至少3個(gè)試樣，疲勞極限區(qū)域增加至10個(gè)；

定期校準(zhǔn)載荷傳感器和位移測(cè)量系統(tǒng)；

結(jié)合斷口分析驗(yàn)證失效模式。

高應(yīng)力區(qū)：選取3-5個(gè)應(yīng)力水平，覆蓋10^3-10^6次循環(huán)。

低應(yīng)力區(qū)（近疲勞極限）：需增加試樣數(shù)量（如7-10組），采用“階梯法”或“升降法”提高精度。

終止條件

常規(guī)終止：試樣完全斷裂。

Run-out（未斷裂）：通常設(shè)定為10^7次循環(huán)（鋼）或5×10^7次（鋁合金）。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

ASTM E466 軸向力控疲勞（室溫）明確要求載荷誤差<±1%，頻率穩(wěn)定性<±2%

ISO 12107 統(tǒng)計(jì)分析方法強(qiáng)制使用韋伯分布處理Run-out數(shù)據(jù)

GB/T 3075 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞（中國(guó)國(guó)標(biāo)）規(guī)定試樣轉(zhuǎn)速誤差<±3%，側(cè)重農(nóng)機(jī)零部件應(yīng)用

JIS Z2279 高頻疲勞（日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）要求頻率>50 Hz時(shí)需報(bào)告溫升曲線