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。
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。
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。
金属疲劳试验
R(N )1 mΒιβλιοθήκη n i 1vi i
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。
例如某试验过程如图2所示，共14根试件。 预计疲劳极限为390MPa，取其2.5％约 10MPa为应力增量，第一根试件的应力水平 402MPa，全部试验数据波动如图2，可见， 第四根试件为第一次出现相反结果，在其之 前，只有第一根在以后试验波动范围之外，
（2）电磁谐振疲劳试验机
瑞士Amsler高频疲劳试验机是一个由试样3、 弹性测力计4、调节固有频率的质量块1、电 磁振荡器14、预加载弹簧5以及重大的起反 作用的质量块2组成的振动体系，整个体系 放在四个隔振块7上，如图5所示，这个体系 有一个固有振动频率，微小的振动就使小电 磁铁13得到一个与固有频率同相位的电势信 号通入放大器15，经过功率放大，得到强大 的电流通入电磁振荡器14，使试样以系统固 有频率经受循环载荷。弹性测力计4的弹性 外壳与中心自由悬垂不受力的杆17在系统受 力过程中发生位移差而使带着小镜子16的杆 转动，小镜子16上接收来自线光源在转动中
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 循大环应 周力 次σNm之ax或间应的力关振系幅曲σ线α与。其不相同应金的属断材裂料 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。
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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σ
1m 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
m ax 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。