金屬疲勞試驗的案例
混凝土/水泥/建材/金屬疲勞試驗機技術
混凝土/水泥/建材/金屬疲勞試驗機技術
參考附件資料，歐洲實驗機技術資料
混凝土/水泥/建筑材料試驗機系列產品
參考ＷＷＷ．ＲＵＭＵＬ．ＣＨ
ＷＷＷ．ＷＡＬＴＥＲＢＡＩ．ＣＯＭ
中國聯系人 ＬＯＸＯＦＯ＠ＹＡＨＯＯ．ＣＯＭ．ＣＮ
W B多功能動態（疲勞）材料測試系統 (LFV)
LFV系列液壓伺服試驗機是一種通用型的、模塊式結構的測試系統，可以用來和各種夾具、引伸計和不同的軟件以及各種附件進行組合，以滿足用戶的特殊要求。LFV家族有超過20種測量范圍的產品，測量范圍從0.2 kN 到 2000 kN以滿足以下領域的各種試驗、研究用途：
? 生物醫學和生物機械測試
? 復合材料測試
? 普通構件的疲勞試驗測試
? 土和瀝青測試
? 塑料測試
? 人造橡膠測試
? 木材和紙張測試
? 混凝土測試
? 材料性能測試
? 土、瀝青、巖石三軸測試
所有的LFV成員都同時具備靜態和動態測試能力，可以進行一下各種測試項目：
? 靜態拉伸、壓縮、彎曲和剪切試驗
? 低頻疲勞試驗
? 高頻疲勞試驗
? 部件壽命試驗
通過適當的配置，還用來確定以下的各種不同材料測試目的：
? 拉伸和最終強度
? 蠕變和粘彈性性能
? 彈性模量測試
? 泊松比
? 疲勞特征
? 磨損特征
? 斷裂韌度和斷裂力學
增加圍壓控制系統，可以完成各種材料的三軸試驗。
混凝土水泥管道試驗機.doc
展開 GBT 6398-1986 金屬材料疲勞裂紋擴展速率試驗方法
GB T 6398-1986 金屬材料疲勞裂紋擴展速率試驗方法<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-12-18 21:39:53被mgh_nx評為5星級，為發貼者加分100。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點評:</B></Font><br/><br/><b>附件地址：</b><a href="http://download.caenet.cn/ShowInfoDetail.aspx?ID=8093" target="_blank"><b>http://download.caenet.cn/ShowInfoDetail.aspx?ID=8093</b></a>
展開 GBT 2656-81 焊縫金屬和焊接接頭的疲勞試驗法
GB 2656-81 焊縫金屬和焊接接頭的疲勞試驗法.pdf<br/><br/><b>附件地址：</b><a href="http://download.caenet.cn/ShowInfoDetail.aspx?ID=5745" target="_blank"><b>http://download.caenet.cn/ShowInfoDetail.aspx?ID=5745</b></a>
展開 一文搞懂：金屬材料的拉伸試驗 附《金屬材料 拉伸試驗 第1部分：室溫試驗方法》下載
下載地址：GB／T228.1-2010《金屬材料 拉伸試驗 第1部分：室溫試驗方法》
德國fts試驗機技術測試標準電液伺服疲勞試驗系統
我們有經驗豐富的工程師和技術人員團隊，可以實現最嚴格的設計，從最小的機器小牛頓力到10000 kN的試驗機系列產品。 我們與領先的機構和學院的密切聯系，我們總是在最新的測試技術。 對您來說，這意味著我們成為德國工廠和機械制造商協會(VDMA)的成員，部分測試機器，是面向未來的技術，卓越的質量和可靠的服務的保證。 我們的測試機器幾乎完全由液壓驅動。 為此所需的驅動站由我們自己單獨規劃和實現，以適應各自的機器或機器組合。 只使用經過多年試驗和測試的、來自合格、可靠的分包合作伙伴的高質量的集料和組件。 FORM+TEST生產 作為一個制造公司，我們可以實現您的特殊的定制產品，按照要求在最短的時間內，我們的現代化的機械范圍。 我們的測試機的測試油缸、活塞和膨脹油缸懸掛軸是在最先進的加工中心制造的。 這要求極高的精度和相當多的加工經驗。 FORM+TEST質量保證 我們有自己的質量保證部門。 對您來說，這意味著我們將繼續保持眾所周知的“Swabian 質量”。 當然，除此之外，我們還遵守國際標準。 由于我們的質量管理是根據DIN EN ISO 9001認證的，我們保證只有高質量的材料離開我們的作品，并給予“原始形式+測試”的質量印章。 FORM+TEST測試 我們在生產過程中廣泛的材料測試設定了高標準。 例如，在安裝之前，每個壓力板都要經過數次強度測試。 這保證只有高質量的材料和產品離開我們的作品，并給予質量的形式+測試密封。 FORM+TEST校準 我們的每一臺測試機器在交付前都在工廠進行校準，以確認其高度符合標準。 FORM+TEST認證 通過DIN EN ISO 9001認證，測試和測量設備受到持續控制。 對于這種控制，我們使用精度為1/1000毫米的線性測量系統。 只有這樣，我們的測試機器的高精度才能得到保證。 我們的測試機器要經過非常嚴格的最后檢驗。
展開 橡膠疲勞≠金屬疲勞 第1部分：平均應變效應
橡膠和金屬的力學行為有非常大的差異，我們首先可以從平均應變或應力對材料疲勞性能影響的角度來分析這種差異。
圖1顯示了幾個典型的等幅應變循環，每個循環都處于不同的平均應變水平。在循環疲勞試驗中，如果施加的應力幅度等于平均應力，我們把這種情況稱為脈沖載荷循環或全松弛載荷循環。如果平均應力為零，我們把這種情況稱為完全反轉的拉伸/壓縮加載循環。如果最小應力總是正的，則稱為非全松弛載荷循環（即試樣總是處于加載狀態）。非全松弛載荷循環在應用中很常見，例如：在安裝過程中對產品施加了預載荷；襯套在模壓過程中產生的壓縮預應力、過盈配合、由于熱膨脹/收縮而產生的內應力；以及在輪胎中，簾線的形狀記憶效應。
圖1. 在三種不同的平均應變下的恒定振幅加載循環
在金屬疲勞分析方法中，通常以應力幅度σa和平均應力σm相對于屈服應力σy和極限應力σu的大小來定義應力均值效應對金屬材料疲勞行為的影響。如圖2所示。當加載應力處于疲勞閾值應力σ0以下時，材料具有無限壽命。Haigh圖（或Goodman圖）（圖2左）將疲勞壽命繪制為這些變量的函數[1]。Wohler曲線（圖2右）提供了類似的信息。對于金屬材料，有一個普遍適用的簡單規則：增加平均應變將降低疲勞壽命。通常還假設金屬的潛在疲勞開裂面垂直于最大主應力方向。
圖2. 顯示平均應變對金屬疲勞壽命影響的Haigh圖（左）和Wohler曲線（右）
橡膠材料與金屬材料有許多不同之處
1.在原子尺度上
At the atomic scale
橡膠由長鏈分子組成，這些分子經歷恒定的熱運動，同時以永久的網絡拓撲結構相互連接。這種結構允許發生大的彈性/可逆應變。而金屬則完全不同，它們以單個原子的形式存在于有序的晶體中，偶爾會出現位錯或晶格空位。
展開 《Nature》金屬所：金屬疲勞領域取得突破性進展！
疲勞通常指反復施加循環載荷(遠小于材料的屈服應力極限)而引起的一種材料弱化過程。實際服役過程中約90%金屬構件的失效均由疲勞斷裂引起，其原因是材料在循環加載過程中微觀結構不斷變化、遭受嚴重且不可逆轉的累積損傷，從而導致材料循環硬化或軟化直至最終失效。金屬材料的非穩定循環響應及疲勞壽命強烈依賴于其疲勞歷史，實際復雜循環載荷服役條件下金屬構件的疲勞失效和壽命預測更加困難。因此，抗疲勞損傷材料發展的重大瓶頸問題就是如何減小或抑制循環變形過程中微觀結構局域化和不可逆損傷。
最近，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家(聯合)實驗室盧磊研究員研究組和美國布朗大學高華健教授研究組合作在這一領域取得了突破性進展。他們發現具有晶體學對稱結構的納米孿晶金屬不但具有循環穩定響應而且疲勞累計損傷非常有限。這種具有獨特的穩定循環響應特征和有限累計損傷的納米結構為發展抗疲勞損傷的高性能工程金屬材料提供了新思路。該成果發表在《Nature》（2017年10月30日在線）。
論文鏈接：
https://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/pdf/nature24266.pdf
研究人員利用直流電解沉積技術成功制備了塊體擇優取向納米孿晶純銅樣品。通過傳統拉-壓變幅應變控制疲勞實驗研究了該樣品的相關循環應力響應, 發現在恒定應變幅下，其應力響應迅速穩定（既不硬化也不軟化）；尤為重要的是，當應變幅階梯式遞進增加以及隨后階梯式遞進減小時，該樣品的應力-應變響應完全可逆，即當應變幅恒定時，應力和應變具有一一對應關系，且循環滯后環完全重合（圖1）。
圖1. 納米孿晶Cu與歷史無關的穩定循環響應行為。
展開 金屬材料疲勞強度的8大主要影響因素 附疲勞強度徐灝下載
尺寸效應的存在，是把試驗室小試樣測得的疲勞數據運用于大尺寸實際零件中的一個重要問題，由于不可能把實際尺寸的零件上存在的應力集中、應力梯度等完全相似地在小試樣上再現出來，從而造成試驗結果與某些具體零件疲勞破壞之間的互相脫節。
3. 表面加工狀態的影響
機加工的表面總存在著高低不平的加工痕跡，這些痕跡就相當于微小缺口，在材料表面造成應力集中，從而降低材料的疲勞強度。試驗表明，對于鋼和鋁合金，粗糙的加工（粗車）與縱向精拋光相比，疲勞極限要降低10%~20%甚至更多。材料的強度越高，則對表面光潔度越敏感。
4. 加載經歷的影響
實際上沒有任何零件是在絕對恒定的應力幅條件下工作，材料實際工作中的超載和次載都會對材料的疲勞極限產生影響，試驗表明，材料普遍存在著超載損傷和次載鍛煉現象。
所謂超載損傷是指材料在高于疲勞極限的載荷下運行達到一定周次后，將造成材料疲勞極限的下降。超載越高，造成損傷所需的周次越短。
圖1 損傷線
事實上，在一定條件下，少量次數的超載不僅不會對材料造成損傷，由于形變強化、裂紋尖端鈍化以及殘余壓應力的作用，還會對材料造成強化，從而提高材料的疲勞極限。因此，應對超載損傷的概念進行一些補充和修正。
所謂次載鍛煉是指材料在低于疲勞極限但高于某一限值的應力水平下運行一定周次后，造成材料疲勞極限升高的現象。次載鍛煉的效果和材料本身的性能有關，塑性好的材料，一般來說鍛煉周期要長些，鍛煉應力要高些方能見效。
5. 化學成分的影響
材料的疲勞強度與抗拉強度在一定條件下存在著較密切的關系，因此，在一定條件下凡能提高抗拉強度的合金元素，均可提高材料的疲勞強度。
展開 什么是材料的疲勞？ 附材料的疲勞文檔下載
什么是材料的疲勞？筆者翻閱了相關教材與標準，找到了以下幾個具有代表性的定義與解釋。個人認為ASTM的定義比較具體，說出了疲勞的四個特點。
●《結構疲勞壽命分析》[1]
疲勞一詞的英文是“fatigue”,意思是“勞累、疲倦”。作為專業術語,用來表達材料在循環載荷作用下的損傷和破壞。國際標準化組織(ISO)在1964年發表的報告《金屬疲勞試驗的一般原理》中對疲勞所作的定義是:“金屬材料在應力或應變的反復作用下所發生的性能變化叫做疲勞;雖然在一般情況下,這個術語特指那些導致開裂或破壞的性能變化”。這一描述也普遍適用于非金屬材料。
●《疲勞與斷裂》[2]
美國試驗與材料協會(ASTM)在《疲勞試驗及數據統計分析之有關術語的標準定義》(ASTM E206-72)中給出了如下的定義：“在材料的某點或某些點承受擾動應力，且在足夠多的循環擾動作用之后形成裂紋或完全斷裂，由此所發生的局部永久結構變化的發展過程稱為疲勞。”
展開 淺談金屬拉伸試驗的必要性
在金屬的制造過程中，一個很重的力學性能就是金屬的拉伸能力。金屬拉伸試驗在金屬材料力學性能試驗中是最常見、最重要的試驗方法之一，它關乎到金屬的韌性、強度等，拉伸性能是通過拉伸試驗判定的。
金屬拉伸試驗所得到的材料強度和塑性性能數據，對于設計和選材、新材料的研制、材料的采購和驗收、產品的質量控制、設備的安全和評估，都有很重要的應用價值和參考價值。
金屬拉伸試驗一般分為四個階段：
1、彈性階段: 隨著荷載的增加，應變隨應力成正比增加。如卸去荷載，試件將恢復原狀，表現為彈性變形，此階段內可以測定材料的彈性模量。
2、屈服階段: 普碳鋼：超過彈性階段后，載荷幾乎不變，只是在某一小范圍內上下波動，試樣的伸長量急劇地增加，這種現象稱為屈服。
3、強化階段：試樣經過屈服階段后，若要使其繼續伸長，由于材料在塑性變形過程中不斷強化，故試樣中抗力不斷增長。應變增加應力也增加，力量最大值就是金屬材料抗拉強度的極限值。
4、頸縮階段：當應變增加應力下降，金屬材料就會產生“頸縮”狀態，直至斷裂。
我們通過金屬拉伸實驗可以測試出材料的強度、硬度、疲勞等等一系列的機械性能。作為沖壓件加工廠只有充分了解了材料的性能之后才能安全的制定材料的應用環境，才能放心投產，加工生產出優質、合格的沖壓件。
展開 書籍－－金屬疲勞斷裂理論
疲勞方面的書籍
金屬疲勞斷裂理論_0.part1.rar
金屬疲勞斷裂理論_0.part2.rar
金屬疲勞斷裂理論_0.part3.rar
金屬疲勞斷裂理論_0.part4.rar
汽車高壓線束的加速試驗設計與疲勞壽命評估
加速模型中的應力載荷因素是造成產品失效的根本原因，線束疲勞主要考慮線束長期進行彎折耐久運動產生的疲勞累計損傷，因此，線束疲勞的應力因素應為對線束造成疲勞累計的各影響因素之和。線束老化主要考慮溫度對線束的老化影響，因此，線束老化的應力因素應為溫度
關于應力載荷的參考條件，即加速試驗的一個參照點，所謂的參照點是指產品在正常工作環境條件下的應力載荷水平。本文以汽車線束為研究對象，主要考核汽車線束長期彎折耐久運動的線束疲勞失效壽命，為了實現線束疲勞耐久運動，以達到加速的作用，采用了線束疲勞耐久試驗裝置（如圖2所示）模擬汽車線束在實際工作中的安裝狀態及彎折運動。
此外，溫度在這過程中加速了線束材料的老化失效，汽車線束老化的應力載荷因素溫度，選取25 ℃作為參考基準。溫度載荷的施加方式較為容易，直接將汽車線束連同工裝放置于可程式溫箱來模擬汽車線束在不同工作環境下的溫度條件。關于加速試驗量化參數的估計，主要包括加速試驗應力水平的估計，加速試驗時間的估計以及加速因子的估計。本試驗主要考慮線束材料疲勞及材料老化二種失效機理條件下的加速試驗方案，加速線束疲勞失效采用線束疲勞耐久試驗裝置，將線束三軸向運動位移范圍設置為±12 mm，頻率為1 Hz，即三軸同時運動一次時間為1 s，試驗時間設置為105s，加速線束老化失效利用溫箱來實現，設置溫度為125 ℃，時間設置為1 000 h。加速試驗設計關鍵性技術細節還有一點就是產品的失效判據及失效檢測方式。產品的失效判據及失效檢測方式不僅影響加速試驗結果，也影響最終產品可靠性評價結果。因此，產品的失效判據及失效檢測方式為加速試驗設計重要的環節。本試驗主要考核的是線束的電線部分疲勞失效情況，電線失效往往發生于電線內部斷絲而引起阻抗的增加。因此，選取線束的阻抗值作為失效的特征變量。
展開 汽車高壓線束的加速試驗設計與疲勞壽命評估
加速模型中的應力載荷因素是造成產品失效的根本原因，線束疲勞主要考慮線束長期進行彎折耐久運動產生的疲勞累計損傷，因此，線束疲勞的應力因素應為對線束造成疲勞累計的各影響因素之和。線束老化主要考慮溫度對線束的老化影響，因此，線束老化的應力因素應為溫度
關于應力載荷的參考條件，即加速試驗的一個參照點，所謂的參照點是指產品在正常工作環境條件下的應力載荷水平。本文以汽車線束為研究對象，主要考核汽車線束長期彎折耐久運動的線束疲勞失效壽命，為了實現線束疲勞耐久運動，以達到加速的作用，采用了線束疲勞耐久試驗裝置（如圖2所示）模擬汽車線束在實際工作中的安裝狀態及彎折運動。
此外，溫度在這過程中加速了線束材料的老化失效，汽車線束老化的應力載荷因素溫度，選取25 ℃作為參考基準。溫度載荷的施加方式較為容易，直接將汽車線束連同工裝放置于可程式溫箱來模擬汽車線束在不同工作環境下的溫度條件。關于加速試驗量化參數的估計，主要包括加速試驗應力水平的估計，加速試驗時間的估計以及加速因子的估計。本試驗主要考慮線束材料疲勞及材料老化二種失效機理條件下的加速試驗方案，加速線束疲勞失效采用線束疲勞耐久試驗裝置，將線束三軸向運動位移范圍設置為±12 mm，頻率為1 Hz，即三軸同時運動一次時間為1 s，試驗時間設置為105s，加速線束老化失效利用溫箱來實現，設置溫度為125 ℃，時間設置為1 000 h。加速試驗設計關鍵性技術細節還有一點就是產品的失效判據及失效檢測方式。產品的失效判據及失效檢測方式不僅影響加速試驗結果，也影響最終產品可靠性評價結果。因此，產品的失效判據及失效檢測方式為加速試驗設計重要的環節。本試驗主要考核的是線束的電線部分疲勞失效情況，電線失效往往發生于電線內部斷絲而引起阻抗的增加。因此，選取線束的阻抗值作為失效的特征變量。
展開 汽車線束的加速試驗設計與疲勞壽命評估
關于加速試驗量化參數的估計，主要包括加速試驗應力水平的估計，加速試驗時間的估計以及加速因子的估計。本試驗主要考慮線束材料疲勞及材料老化二種失效機理條件下的加速試驗方案，加速線束疲勞失效采用線束疲勞耐久試驗裝置，將線束三軸向運動位移范圍設置為±12 mm，頻率為1 Hz，即三軸同時運動一次時間為1 s，試驗時間設置為105 s，加速線束老化失效利用溫箱來實現，設置溫度為125 ℃，時間設置為1 000 h。
加速試驗設計關鍵性技術細節還有一點就是產品的失效判據及失效檢測方式。產品的失效判據及失效檢測方式不僅影響加速試驗結果，也影響最終產品可靠性評價結果。因此，產品的失效判據及失效檢測方式為加速試驗設計重要的環節。
本試驗主要考核的是線束的電線部分疲勞失效情況，電線失效往往發生于電線內部斷絲而引起阻抗的增加。因此，選取線束的阻抗值作為失效的特征變量。通過高采樣頻率測量線束的阻抗值來監測線束內部的損傷情況，選取阻抗分析儀作為試驗儀器，并以1 kHz作為測試頻率，在線束二端施加交流電信號，測取不同時刻的阻抗值。
試驗初始時刻測量線束阻抗并記錄，試驗過程中測量頻率間隔為10 s/ 次，試驗結束后再次測量并記錄。根據行業一般標準采用100 MΩ 的阻抗作為失效判據，即認為阻抗值超過這一標準即判定為產品失效。
3 疲勞壽命評估
按上述加速試驗方案對汽車線束進行加速壽命試驗，分別為疲勞耐久試驗和高溫老化試驗。疲勞耐久試驗進行到產品發生失效或者達到試驗時間停止，試驗時間為105 s 約為27.8 h，加速因子為105/20 等于5 000，因此，疲勞壽命粗略估計為27.8 h×5 000，約為15.9 年。
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