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工程中很多機(jī)件和構(gòu)件都是在變動載荷下工作，如曲軸、連桿、齒輪、彈簧、輥子、葉片及橋梁等，其失效形式主要是疲勞斷裂。

疲勞是指機(jī)件和構(gòu)件在服役過程中，由于承受變動載荷而導(dǎo)致裂紋萌生和擴(kuò)展以致斷裂失效的全過程。變動載荷是引起疲勞破壞的外力，是指載荷大小甚至方向均隨時間變化的載荷，其在單位面積上的平均值為變動應(yīng)力。變動應(yīng)力分為循環(huán)應(yīng)力和無規(guī)則隨機(jī)變動應(yīng)力。循環(huán)應(yīng)力的波形有正弦波、矩形波和三角形波等。

疲勞的特點：疲勞是具有壽命的斷裂，其斷裂應(yīng)力水平往往低于材料抗拉強度，甚至低于屈服強度；疲勞是脆性斷裂（突發(fā)性）；對缺陷（缺口、裂紋及組織缺陷）十分敏感。

在載荷下進(jìn)行試驗以提供材料或零部件的某種疲勞數(shù)據(jù)的試驗稱為疲勞試驗。疲勞試驗按失效循環(huán)次數(shù)可分為高周疲勞試驗和低周疲勞試驗。高周疲勞試驗以應(yīng)力為基本控制參數(shù)，低周疲勞試驗以應(yīng)變?yōu)榛究刂茀?shù)。疲勞試驗按載荷和環(huán)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。

常用試驗方法及其特點

單點疲勞試驗法

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

試樣要求：（1）試樣數(shù)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。

升降法疲勞試驗

升降法疲勞試驗主要用于測定中、長壽命區(qū)材料或結(jié)構(gòu)疲勞強度的隨機(jī)特性。在常規(guī)疲勞試驗方法測定疲勞強度的基礎(chǔ)上或在指定壽命的材料或結(jié)構(gòu)的疲勞強度無法通過試驗直接測定的情況下，一般采用升降法疲勞試驗間接測定疲勞強度。

（試樣數(shù)量：約16根）

高頻振動疲勞試驗法

高頻振動試驗利用試驗器材產(chǎn)生含有循環(huán)載荷頻率為1000Hz左右特性的交變慣性力作用于疲勞試樣上，可以滿足在高頻、低幅、高循環(huán)環(huán)境條件下服役金屬材料的疲勞性能研究。高頻振動試驗主要用于軍民機(jī)械工程的需要。

試樣要求：試樣形狀同單點疲勞試樣相同；試樣材料一般選用高強度鋼。

超聲波疲勞試驗

超聲法疲勞試驗是一種加速共振式的疲勞試驗方法，其測試頻率（20kHz）遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)疲勞測試頻率（小于200Hz）。超聲法疲勞試驗一般用于超高周疲勞試驗，主要針對109以上周次疲勞試驗。

試樣分為拉壓試樣和三點彎曲試樣。

材料強度試驗機(jī)