疲勞試驗(yàn)定義
疲勞試驗(yàn)是指通過金屬材料實(shí)驗(yàn)測定金屬材料的σ-1，繪制材料的S-N曲線，進(jìn)而觀察疲勞破壞現(xiàn)象和斷口特征，進(jìn)而學(xué)會(huì)對稱循環(huán)下測定金屬材料疲勞極限的方法。檢測設(shè)備一般有疲勞試驗(yàn)機(jī)和游標(biāo)卡尺。
在足夠大的交變應(yīng)力作用下，于金屬構(gòu)件外形突變或表面刻痕或內(nèi)部缺陷等部位，都可能因較大的應(yīng)力集中引發(fā)微觀裂紋。分散的微觀裂紋經(jīng)過集結(jié)溝通將形成宏觀裂紋。已形成的宏觀裂紋逐漸緩慢地?cái)U(kuò)展，構(gòu)件橫截面逐步削弱，當(dāng)達(dá)到一定限度時(shí)，構(gòu)件會(huì)突然斷裂。金屬因交變應(yīng)力引起的上述失效現(xiàn)象，稱為金屬的疲勞。靜載下塑性性能很好的材料，當(dāng)承受交變應(yīng)力時(shí)，往往在應(yīng)力低于屈服極限沒有明顯塑性變形的情況下，突然斷裂。疲勞斷口明顯地分為兩個(gè)區(qū)域：較為光滑的裂紋擴(kuò)展區(qū)和較為粗糙的斷裂區(qū)。裂紋形成后，交變應(yīng)力使裂紋的兩側(cè)時(shí)而張開時(shí)而閉合，相互擠壓反復(fù)研磨，光滑區(qū)就是這樣形成的。載荷的間斷和大小的變化，在光滑區(qū)留下多條裂紋前沿線。至于粗糙的斷裂區(qū)，則是最后突然斷裂形成的。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，機(jī)械零件的失效，約有70%左右是疲勞引起的，而且造成的事故大多數(shù)是災(zāi)難性的。因此，通過實(shí)驗(yàn)研究金屬材料抗疲勞的性能是有實(shí)際意義的。
疲勞試驗(yàn)的分類
1). 按試樣破斷時(shí)應(yīng)力（應(yīng)變）循環(huán)周次高低可分為：低周疲勞試驗(yàn)、高周疲勞試驗(yàn)。失效循環(huán)周次大于5X10^4的稱為高周疲勞試驗(yàn)，小于5X104的稱為低周疲勞試驗(yàn)。
2). 按試驗(yàn)環(huán)境可分為：室溫疲勞試驗(yàn)、低溫疲勞試驗(yàn)、高溫疲勞試驗(yàn)、熱疲勞試驗(yàn)、腐蝕疲勞試驗(yàn)、接觸疲勞試驗(yàn)、微動(dòng)磨損疲勞試驗(yàn)等
3). 按試樣的加載方式可分為：拉壓疲勞試驗(yàn)、彎曲疲勞試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)、復(fù)合應(yīng)力疲勞試驗(yàn)。彎曲疲勞試驗(yàn)又可分為旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)、圓彎曲疲勞試驗(yàn)、平面彎曲疲勞試驗(yàn)；又可分為三點(diǎn)彎曲、四點(diǎn)彎曲、懸臂彎曲疲勞試驗(yàn)。
4). 按應(yīng)力循環(huán)的類型可分為：等幅疲勞試驗(yàn)、變頻疲勞試驗(yàn)、程序疲勞試驗(yàn)、隨機(jī)疲勞試驗(yàn)等。
5). 按應(yīng)力比可分為：對稱疲勞試驗(yàn)，非對稱疲勞試驗(yàn)。非對稱疲勞試驗(yàn)又可以分為單向、雙向加載疲勞試驗(yàn)。單向加載疲勞試驗(yàn)又可以分為脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)、波動(dòng)疲勞試驗(yàn)。
6). 按試驗(yàn)?zāi)康目煞譃椋盒阅軠y試疲勞試驗(yàn)、影響系數(shù)疲勞試驗(yàn)、對比疲勞試驗(yàn)、篩選疲勞試驗(yàn)、驗(yàn)證疲勞試驗(yàn)等。
7). 按試樣有無預(yù)制裂紋可分為：常規(guī)疲勞試驗(yàn)、疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)
疲勞斷裂試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
1、金屬材料疲勞、斷裂試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
(1) ASTM 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
ASTM E739 線性或線性化應(yīng)力-壽命(S-N)和應(yīng)變-壽命(e-N)
ASTM E647 疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法
ASTM E468 金屬材料恒幅疲勞試驗(yàn)結(jié)果表示的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程
ASTM E466 金屬材料力控制恒幅軸向疲勞試驗(yàn)方法
ASTM E399 金屬材料線彈性平面應(yīng)變斷裂韌性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
ASTM E561 K-R曲線測定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
ASTM E740 表面裂紋拉伸試樣斷裂試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程
ASTM E1152 測定J-R曲線的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
ASTM E1820 斷裂韌性測量的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
ASTM E606/E606M 應(yīng)變控制疲勞試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
ASTM E1942 評估循環(huán)疲勞和斷裂力學(xué)試驗(yàn)中使用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)指南
ASTM E2472 在低約束條件下測定抗穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
ASTM B646 鋁合金斷裂韌性試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程
ASTM E2818 焊縫準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌性測定的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程
(2) GB相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 3075 金屬軸向疲勞試驗(yàn)方法
GB/T 6398 金屬材料裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)方法
GB/T 4337 金屬旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)方法
GB/T 7733 金屬旋轉(zhuǎn)彎曲腐蝕疲勞試驗(yàn)方法
GB/T 12443 金屬扭應(yīng)力疲勞試驗(yàn)方法
GB/T 7732 金屬材料表面裂紋拉伸試樣斷裂韌度試驗(yàn)方法
GB/T 21143 金屬材料準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌度的統(tǒng)一試驗(yàn)方法
GB/T 24176 金屬材料疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方案與分析方法
GB/T 2107 金屬高溫旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)方法
GB/T15248 金屬材料軸向等幅低循環(huán)疲勞試驗(yàn)方法
GB/T10622 金屬材料滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)方
GB/T 4161 金屬材料平面應(yīng)變斷裂韌度試驗(yàn)方法
GB/T 2038 金屬材料延性斷裂韌度試驗(yàn)方法
GB/T 26077 金屬材料疲勞試驗(yàn)軸向應(yīng)變控制方法
GB/T 26076 金屬薄板(帶)軸向力控制疲勞試驗(yàn)方法
GB/T 27595 膠粘劑結(jié)構(gòu)膠粘劑拉伸剪切疲勞性能的試驗(yàn)方法
GB/T 12443 金屬材料扭應(yīng)力疲勞試驗(yàn)方法
GB/T 13682 螺紋緊固件軸向疲勞試驗(yàn)方法
GB/T 30064 金屬材料鋼構(gòu)件斷裂評估中裂紋尖端張開位移(CTOD)斷裂韌度的拘束損失修正方法
GB/T 24522 金屬材料低拘束試樣測定穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展阻力的試驗(yàn)方法
GB/T 28896 金屬材料焊接接頭準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌度測定的試驗(yàn)方法
GB/T 27551 金屬材料焊縫破壞性試驗(yàn)斷裂試驗(yàn)
(3) HB相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
HB 5142 金屬材料平面應(yīng)變斷裂韌度試驗(yàn)方法
HB 5152 金屬室溫旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)方法
HB 5153 金屬高溫旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)方法
HB 5217 金屬低周熱疲勞試驗(yàn)方法
HB 5277 發(fā)動(dòng)機(jī)葉平及材料振動(dòng)疲勞試驗(yàn)方法
HB 5287 金屬材料軸向加載疲勞試驗(yàn)方法
HB 5279 金屬板材表面裂紋斷裂韌性試驗(yàn)方法
HB 5487 鋁合金斷裂韌度試驗(yàn)方法
HB 6626 金屬材料在含水介質(zhì)中疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法
HB 7572 金屬材料(人字形缺口)平面應(yīng)變斷裂韌度試驗(yàn)方法
HB 7680 金屬材料高溫疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法
HB 7705 金屬材料疲勞小裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法
HB 6442 飛機(jī)液壓導(dǎo)管及連接件彎曲疲勞試驗(yàn)
HB 7680 高溫疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法
HB 5261 金屬板材K-R曲線試驗(yàn)方法
HB 6660 金屬板材熱疲勞試驗(yàn)方法
HB 7110 金屬材料細(xì)節(jié)疲勞額定強(qiáng)度截止值(DFRcutoff)試驗(yàn)方法
HB/Z 112 材料疲勞試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析方法
HB 20041 航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸類部件疲勞試驗(yàn)方法
(4) GJB相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
GJB 2030 高溫下金屬材料斷裂韌度試驗(yàn)方法
GJB 1997 金屬材料軸向腐蝕疲勞試驗(yàn)方法
GJB 715.30A 緊固件試驗(yàn)方法-拉伸疲勞
GJB 715.30 緊固件試驗(yàn)方法-抗拉疲勞
GJB 715.9 緊固件試驗(yàn)方法-抗剪接頭疲勞
2、復(fù)合材料疲勞、斷裂試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
(1) ASTM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
ASTM D5528 單向纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料的模式層間斷裂韌性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
ASTM D3479/D3479 聚合物基復(fù)合材料拉伸疲勞的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
ASTM D7774 塑料彎曲疲勞性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
ASTM D7791 塑料單軸疲勞性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
ASTM D4482 橡膠性能拉伸循環(huán)疲勞的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
ASTM D7615/D7615M 聚合物基復(fù)合材料層壓板的開孔疲勞響應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程
ASTM D3166 用拉伸載荷測定膠粘劑在剪切狀態(tài)下疲勞性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（金屬/金屬）
ASTM D6115 單向纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的模式疲勞分層擴(kuò)展起始的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法
ASTM E1049 疲勞分析中循環(huán)計(jì)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程
(2) GB相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 16779 纖維增強(qiáng)塑料層合板拉-拉疲勞性能試驗(yàn)方法
GB/T 28891-2012 纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料單向增強(qiáng)材料Ⅰ型層間斷裂韌性的測定
(3) HB相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
HB 7624 碳纖維復(fù)合材料層合板彎曲疲勞試驗(yàn)方法
HB 5268 有機(jī)玻璃板材斷裂韌度試驗(yàn)方法
HB 7402 碳纖維復(fù)合材料層合板I型層間斷裂韌性試驗(yàn)方法
HB 7403 碳纖維復(fù)合材料層合板II型層間斷裂韌性試驗(yàn)方法
HB 7718.1 碳纖維復(fù)合材料層合板濕熱環(huán)境下層間斷裂韌性試驗(yàn)方法第1部分：I型層間斷裂韌性試驗(yàn)方法
HB 7718.2 碳纖維復(fù)合材料層合板濕熱環(huán)境下層間斷裂韌性試驗(yàn)方法第2部分：II型層間斷裂韌性試驗(yàn)方法
(4) GJB相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
GJB 586 纖維增強(qiáng)塑料層板拉伸層間斷裂韌性試驗(yàn)方法
GJB 2637 碳纖維樹脂基復(fù)合材料層合板疲勞試驗(yàn)方法
GJB 2033 航空有機(jī)玻璃拉伸疲勞試驗(yàn)方法
