项目介绍：

       拉伸疲劳试验：材料和机械零部件在交变应力作用下，在应力远远低于材料的屈服强度σs的若干个循环下发展的突然断裂现象。

       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。

(a) 有明显水平部分的S-N曲线；                                 (b) 无明显水平部分S-N曲

图1   金属的S-N曲线示意图

       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。 

疲劳试验分类：

       1）按研究对象可以分为材料疲劳和结构疲劳；

       材料疲劳---研究材料的S—N曲线、失效机理和化学成分、微观组织对疲劳强度的影响。

       结构疲劳---以零部件、接头以至整机为研究对象。研究他们的疲劳性能，抗疲劳设计方法，寿命评估方法和疲劳试验方法，形状、尺寸和工艺因素的影响，以及提高疲劳强度方法。

       2）按失效周次可以分为高周和低周疲劳

       高周疲劳---材料在低于其屈服强度σs的循环应力作用，经过104~105以上循环产生的失效。

       低周疲劳---材料在接近或超过屈服强度σs的应力作用下，低于104~105次塑性应变循环产生的失效。

       两者的主要区别在于塑性应变的程度不同，高周一般应力低，材料处于弹性范围，而低周疲劳产生较大塑性变形，以应变为参数。

       3）按应力状态可以分为单轴疲劳和多轴疲劳；

       单轴疲劳------单向正应力或单向切应力。例如：单向拉—压疲劳，弯曲疲劳或扭转循环应力。

       多轴疲劳------多向应力作用下疲劳（复合疲劳）。例如：弯扭复合疲劳，双轴拉伸疲劳，三轴应力，拉伸—内压疲劳，缺口处的应力状态也往往是多轴疲劳。

       4）按载荷变化情况可以分为恒幅疲劳、变幅疲劳和随机疲劳；

       恒幅疲劳---载荷中，所有峰值载荷相等和所有谷值载荷相等的。

       变幅疲劳---所有峰值载荷不等和所有谷值载荷不等，或两者均不相等的载荷。

       随机疲劳---疲劳载荷中，峰值载荷和谷值载荷及其序列是随机出现谱载荷。幅值和频率都是随机变化的，而是不确定的。

       5）按载荷工况和工作环境分为常规疲劳、高低温疲劳、腐蚀疲劳、接触疲劳、微动磨损疲劳和冲击疲劳。

疲劳试验标准：

1.  ISO 疲劳试验列表

ISO 12108 金属材料 疲劳试验 疲劳裂纹扩展方法

ISO 12107 金属材料 疲劳试验 统计方案和数据分析方法

ISO 1352 钢 扭应力疲劳试验方法

ISO 1143 金属 旋转弯曲疲劳试验方法

ISO 12106 金属材料–疲劳试验–轴向应变控制方法

ISO 1099 金属材料–疲劳试验–轴向力控制方法

2.  ASTM 相关疲劳试验标准

ASTM E2207-02 薄壁管应变控制轴向扭转疲劳试验方法

ASTM E1949-03 粘贴金属电阻应变片室温疲劳寿命试验方法

ASTM E796-94 金属箔延性试验方法

ASTM E739-91 线性或线性化应力-寿命（S-N）和应变-寿命（e-N）

ASTM E647-05 疲劳裂纹扩展速率试验方法

ASTM E606-04 应变控制疲劳试验方法

ASTM E468-90 金属材料恒幅疲劳试验结果表示方法

ASTM E466-96 金属材料力控制恒幅轴向疲劳试验方法

3.  GB 相关疲劳试验标准

GB/T 3075 金属轴向疲劳试验方法

GB/T 6398 金属材料 裂纹扩展试验方法

GB/T 4337 金属旋转弯曲疲劳试验方法

GB/T 7733 金属旋转弯曲腐蚀疲劳试验方法

GB/T 12443 金属扭应力疲劳试验方法

GB/T 7732 金属材料 表面裂纹拉伸试样断裂韧度试验方法

GB/T 21143 金属材料 准静态断裂韧度的统一试验方法

GB/T 24176 金属材料 疲劳试验数据统计方案与分析方法

GB/T 2107 金属高温旋转弯曲疲劳试验方法

GB/T15248 金属材料 轴向等幅低循环疲劳试验方法

GB/T10622 金属材料 滚动接触疲劳试验方法

 

样品要求：

圆柱形光滑弯曲疲劳试样                                              圆柱形缺口弯曲疲劳试样

圆柱形光滑轴向疲劳试样                                                       圆柱形V形缺口轴向疲劳试样

漏斗形光滑轴向疲劳试样                                                   矩形光滑轴向疲劳试样

漏斗形轴向疲劳试样                                                     矩形U形缺口轴向疲劳试样

             

光滑圆试样夹持                    链条疲劳试验夹持                           板型试样夹持

           

  四点弯曲试样夹持                                     连杆构件疲劳夹持

 

海川检测实验室：