第三方检测中心关于拉压疲劳试验的关键点

　　拉压疲劳试验是一种专门用于评估材料或结构件在交变拉伸-压缩载荷作用下抵抗疲劳破坏能力的力学性能测试方法。

　　以下是关于拉压疲劳试验的关键点：

　　核心目的：

　　测定材料或构件在反复拉-压循环载荷下的疲劳强度(如疲劳极限、条件疲劳极限)和疲劳寿命(S-N曲线)。

　　研究材料在拉-压交变应力下的疲劳裂纹萌生与扩展行为。

　　评估材料或结构在服役中承受拉-压循环应力(如振动、往复运动、周期性的启动/停止)时的可靠性和耐久性。

　　工作原理：

　　试样(标准光滑试样、缺口试样或实际构件)被安装在疲劳试验机上。

　　试验机施加一个循环载荷，该载荷在设定的z大拉伸应力和z大压缩应力(或z小应力)之间交替变化。

　　载荷通常以恒定幅值(等幅疲劳)或变化幅值(变幅疲劳)的形式施加。

　　试验持续进行，直到试样发生疲劳断裂或达到预设的循环次数(如10^7次)而未断裂。

　　记录导致破坏的循环次数以及对应的应力水平。

　　关键参数：

　　应力幅值： z大应力与z小应力代数差的一半。

　　平均应力： z大应力与z小应力的代数平均值。在拉压疲劳中，平均应力可以是正值(拉)、负值(压)或零。

　　应力比： z小应力与z大应力的比值。对于对称拉压循环，应力比 R = -1(z大拉应力 = |z大压应力|，平均应力为0)。R值可以调整以模拟不同的工况。

　　加载频率： 单位时间内完成的应力循环次数。

　　循环次数： 试样承受的载荷循环总数。

　　应用领域：

　　航空航天： 发动机叶片、涡轮盘、起落架、机身连接件等承受振动和气动载荷的部件。

　　汽车工业： 发动机连杆、活塞杆、悬挂系统部件、传动轴等承受往复载荷的零件。

　　机械制造： 往复运动的连杆、曲轴、轴承、弹簧(特别是压缩弹簧)。

　　能源工业： 风力发电机叶片、主轴、海上平台结构承受波浪载荷。

　　土木工程： 桥梁构件、建筑结构(尤其在地震区或风振区)。

　　生物医学： 骨科植入物(如人工关节)在人体活动中的受力模拟。

　　基础材料研究： 研究不同材料(金属、合金、复合材料、高分子材料)在拉-压载荷下的疲劳机理和性能对比。

　　与其它疲劳试验的区别：

　　旋转弯曲疲劳： 试样主要承受对称弯曲应力，应力状态不同。

　　平面弯曲疲劳： 试样承受反复的弯曲应力。

　　轴向拉伸疲劳： 载荷只在拉伸方向变化(R ≥ 0)，没有压缩载荷。

　　拉压疲劳试验能更真实地模拟许多实际工程结构中存在的双向交变应力状态。

　　试验标准：

　　存在许多国际和国家标准来规范拉压疲劳试验的试样形状、尺寸、试验程序、数据处理等，例如：

　　ASTM E466: 金属材料轴向等幅疲劳试验的标准操作规程。

　　ASTM E606/E606M: 应变控制疲劳试验的标准试验方法(可用于拉压)。

　　ISO 1099: 金属材料 - 轴向力控制疲劳试验。

　　GB/T 3075: 金属材料 疲劳试验 轴向力控制方法 (中国国家标准)。

　　总结：

　　拉压疲劳试验是工程设计和材料选择中至关重要的测试手段，它专门针对材料在反复拉伸和压缩载荷作用下的失效行为。通过该试验获得的数据(如S-N曲线、疲劳极限)是预测构件在复杂交变载荷下寿命、确保结构安全性和可靠性的基础依据，广泛应用于对承受振动、冲击、往复运动载荷的零部件进行评估。

来源：网络