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疲勞壽命測試

疲勞破壞:材料力學是根據靜力試驗來確定材料的機械性能(比如彈性極限、屈服極限、強度極限)的,這些機械性能沒有充分反映材料在交變載荷作用下的特性。因此,在交變載荷作用下工作的零件和構件,如果還是按靜載荷去設計,在使用過程中往往就會發生突如其來的破壞。

1.疲勞壽命測試原因:

在載荷下進行試驗以提供材料或零部件的某種疲勞數據的試驗稱為疲勞試驗。疲勞試驗按失效循環次數可分為高周疲勞試驗和低周疲勞試驗。高周疲勞試驗以應力為基本控制參數,低周疲勞試驗以應變為基本控制參數。疲勞試驗按載荷和環境可分為室溫疲勞試驗、高溫疲勞試驗、低溫疲勞試驗、熱疲勞試驗、腐蝕疲勞試驗、接觸疲勞試驗和沖擊疲勞試驗。

2.疲勞試驗方法A:

單點疲勞試驗法適用于金屬材料構件在室溫、高溫或腐蝕空氣中旋轉彎曲載荷條件下服役的情況。

試驗設備:彎曲疲勞試驗機、抗壓試驗機。

試樣要求:(1)試樣數量為8~10根;試樣尺寸要求最小截面直徑d一般取6,7.8,9mm,偏差小于0.005d。

3.疲勞試驗過程:

(1)安裝試樣;(2施加載荷P(一般是根據材料的抗拉強計算出應該施加的載荷大小P),第1根試樣的最大應力約為σ1=(0.6~0.7)σb;(3)試樣斷裂后記下壽命N1,取下試樣描繪疲勞斷口的特征;(4)取另一試樣使其最大應力σ2=(0.40~0.45)σb,重復步驟①到③測得疲勞壽命N2,若N2<107次,則應降低應力再重復步驟①到③,直至N2>107次;(5)在σ1與σ2之間插入4個等差應力水平,分別為σ3,σ4,σ5,σ6,逐級遞減進行以上試驗,相應的壽命分別為N3,N4,N5,N6。

數據處理:當N6<107次,疲勞極限在σ2與σ6之間,這時取σ7=1/2(σ2+σ6)再進行試驗;當N6>107次,取σ7=1/2(σ5+σ6)再進行試驗。

4.疲勞測試范圍:

閥門、接頭、壓力表、傳感器、儀器儀表、連接件,以及汽車配件等。



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