疲劳试验机的试验方法是什么？

December , 2022

疲劳试验机用于在室温下，对金属、合金材料及其部件（如活动接头、紧固件、螺旋运动部件等）在拉伸、压缩或拉压交变载荷下的疲劳特性、疲劳寿命、预制裂纹及裂纹扩展进行测试。高频疲劳试验机配备相应的试验夹具后，可在正弦载荷下进行三点弯曲试验、四点弯曲试验、薄板拉伸试验、厚板拉伸试验、钢筋拉伸试验、链条拉伸试验、紧固件试验、连杆试验、扭转疲劳试验、弯扭复合疲劳试验、交互弯曲疲劳试验、CT试验、CCT试验、齿轮疲劳试验等。

疲劳试验是指通过金属材料试验σ-1绘制材料的S-N曲线，观察疲劳失效现象和断裂特征，进而学习确定金属材料在对称循环下的疲劳极限的方法。测试设备通常包括疲劳试验机和游标卡尺。

在足够大的交变应力作用下，金属部件中形状突变、表面缺口或内部缺陷等部位可能因应力集中而产生微裂纹。

分散的微裂纹会通过聚集和连通形成宏观裂纹。形成的宏观裂纹逐渐缓慢扩展，部件的横截面强度逐渐降低。当达到一定极限时，部件会突然断裂。上述金属在交变应力作用下的失效现象称为金属疲劳。

在疲劳试验机的静载荷下具有良好塑性性能的材料，在交变应力作用下，往往在应力低于屈服极限时发生突然断裂，且没有明显的塑性变形。疲劳断裂面明显分为两个区域：相对光滑的裂纹扩展区和相对粗糙的断裂区。

裂纹形成后，交变应力使裂纹两侧反复张开和闭合、挤压和摩擦，从而形成光滑区。载荷的不连续性和尺寸变化会在光滑区前沿留下许多裂纹。

至于疲劳试验机的粗糙断裂区，最终是由突发断裂形成的。统计数据显示，约70%的机械零件失效是由疲劳引起的，而且大多数事故都是灾难性的。因此，通过实验研究金属材料的疲劳性能具有重要的实际意义。

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