金屬疲勞是指一種在交變應力作用下,金屬材料發(fā)生破壞的現象。機械零件在交變壓力作用下,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,
在局部高應力區形成微小裂紋,再由微小裂紋逐漸擴展以致斷裂。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)現且易于造成事故。
應力幅值、平均應力大小和循環(huán)次數是影響金屬疲勞的三個(gè)主要因素。
試驗目的:評估材料在交變載荷下的抗疲勞性能,預測其在不同應力水平下的失效壽命(循環(huán)次數)。
制樣及SN曲線(xiàn)測定
應力幅值(Stress, S)與失效循環(huán)次數(Number of cycles, N)的對數關(guān)系曲線(xiàn),用于表征材料的疲勞特性。
標準試樣:ASTM E466推薦啞鈴型試樣(減少應力集中)。
關(guān)鍵區域: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(xiàn)測定需結合嚴格試樣制備、精準載荷控制及統計分析。實(shí)際操作中,建議:
每組應力水平至少3個(gè)試樣,疲勞極限區域增加至10個(gè);
定期校準載荷傳感器和位移測量系統;
結合斷口分析驗證失效模式。
高應力區:選取3-5個(gè)應力水平,覆蓋10^3-10^6次循環(huán)。
低應力區(近疲勞極限):需增加試樣數量(如7-10組),采用“階梯法”或“升降法”提高精度。
終止條件
常規終止:試樣完全斷裂。
Run-out(未斷裂):通常設定為10^7次循環(huán)(鋼)或5×10^7次(鋁合金)。
檢測標準
ASTM E466 軸向力控疲勞(室溫) 明確要求載荷誤差<±1%,頻率穩定性<±2%
ISO 12107 統計分析方法 強制使用韋伯分布處理Run-out數據
GB/T 3075 旋轉彎曲疲勞(中國國標) 規定試樣轉速誤差<±3%,側重農機零部件應用
JIS Z2279 高頻疲勞(日本工業(yè)標準) 要求頻率>50 Hz時(shí)需報告溫升曲線(xiàn)
座 機:0755-23324072
郵 箱:anpu@anpucn.com
地 址:廣東省深圳市寶安區松崗街道寶安大道8728號2、3樓
抖音二維碼
微信公眾號
微信客服