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疲勞試驗方法與疲勞斷裂試驗標準

更新時間:2018-10-08

  材料疲勞試驗方法

  疲勞試驗可以預測材料或構件在交變載荷作用下的疲勞強度,一般該類試驗周期較長,所需設備比較複雜,但是由於一般的力學試驗如靜力拉伸、硬度和衝擊試驗,都不能夠提供材料在反複交變載荷作用下的性能,因此對於重要的零構件進行疲勞試驗是必須的。


MTS 810


  金屬材料疲勞試驗的一些常用試驗方法通常包括單點疲勞試驗法、升降法、高頻振動試驗法、超聲疲勞試驗法、紅外熱像技術疲勞試驗方法等。

  >>>>單點疲勞試驗法

  適用於金屬材料構件在室溫、高溫或腐蝕空氣中旋轉彎曲載荷條件下服役的情況。該種方法在試樣數量受限製的情況下,可近似測定疲勞曲線並粗略估計疲勞極限。試驗所需的疲勞試驗機一般為彎曲疲勞試驗機和拉壓試驗機。

  >>>>升降法疲勞試驗

  升降法疲勞試驗是獲得金屬材料或結構疲勞極限的一種比較常用而又精確的方法,在常規疲勞試驗方法測定疲勞強度的基礎上或在指定壽命的材料或結構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。

  主要用於測定中、長壽命區材料或結構疲勞強度的隨機特性。所需試驗機一般為拉壓疲勞試驗機。

  >>>>高頻振動疲勞試驗法


  常規疲勞試驗中交變載荷的頻率一般低於200Hz,無法精確測得一些零件在高頻環境狀態下的疲勞損傷。高頻振動試驗利用試驗器材產生含有循環載荷頻率為1000Hz左右特性的交變慣性力作用於疲勞試樣上,可以滿足在高頻、低幅、高循環環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於軍民機械工程的需要。試驗裝置通常包括:控製儀、電荷適配器、功率放大器、加速度計、振動台等。

  >>>>超聲法疲勞試驗

  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)遠遠超過常規疲勞測試頻率(小於200Hz)。超聲疲勞試驗可以在不同載荷特征、不同環境和溫度等條件下進行,為疲勞研究提供了一個很好的手段。超聲疲勞試驗一般用於超高周疲勞試驗,主要針對10^9以上周次疲勞試驗。高周疲勞時,材料宏觀上主要表現為彈性的,所以在損傷本構關係中采用應力、應變等參量的彈性關係處理,而不涉及微塑性。

  >>>>紅外熱像技術疲勞試驗方法

  為縮短試驗時間、減少試驗成本,能量方法成為疲勞試驗研究的重要方法之一。金屬材料的疲勞是一個耗散能量的過程,而溫度變化則是研究疲勞過程能量耗散極為重要的參量。

  紅外熱像技術是一種波長轉換技術,即將目標的熱輻射轉換為可見光的技術,利用目標自身各部分熱輻射的差異獲取二維可視圖像,用計算機圖像處理技術和紅外測溫標定技術,實現對物體表麵溫度場分布的顯示、分析和精確測量。試驗所用材料通常為表麵鍍鋅、經過正火處理的金屬材料,為增大金屬表麵的比輻射率,試驗時通常在試樣表麵塗上很薄的一層紅外透射塗料。



  疲勞斷裂試驗標準

  1  金屬材料疲勞、斷裂試驗標準

  (1) ASTM 相關標準


  ASTM E739 線性或線性化應力-壽命(S-N)和應變-壽命(e-N)

  ASTM E647 疲勞裂紋擴展速率試驗方法

  ASTM E468 Standard Practice for Presentation of Constant Amplitude Fatigue Test Results for Metallic Materials

  ASTM E466 金屬材料力控製恒幅軸向疲勞試驗方法

  ASTM E399 Standard Test Method for Linear-Elastic Plane-Strain Fracture Toughness of Metallic Material

  ASTM E561 Standard Test Method for K-R Curve Determination

  ASTM E740 Standard Practice for Fracture Testing with Surface-Crack Tension Specimens

  ASTM E1152 Standard Test Method for determining J-R Curves

  ASTM E1820 Standard Test Method for Measurement of Fracture Toughness

  ASTM E606/E606M Standard Test Method for Strain-Controlled Fatigue Testing

  ASTM E1942 Standard Guide for Evaluating Data Acquisition Systems Used in Cyclic Fatigue and Fracture Mechanics Testing

  ASTM E2472 Standard Test Method for Determination of Resistance to Stable Crack Extension under Low-Constraint Conditions

  ASTM B646 Standard Practice for Fracture Toughness Testing of luminum Alloys

  ASTM E2818 Standard Practice for Determination of Quasistatic Fracture Toughness of Welds

  (2) GB相關標準


  GB/T 3075 金屬軸向疲勞試驗方法

  GB/T 6398 金屬材料裂紋擴展試驗方法

  GB/T 4337 金屬旋轉彎曲疲勞試驗方法

  GB/T 7733 金屬旋轉彎曲腐蝕疲勞試驗方法

  GB/T 12443 金屬扭應力疲勞試驗方法

  GB/T 7732 金屬材料表麵裂紋拉伸試樣斷裂韌度試驗方法

  GB/T 21143 金屬材料準靜態斷裂韌度的統一試驗方法

  GB/T 24176 金屬材料疲勞試驗數據統計方案與分析方法

  GB/T 2107 金屬高溫旋轉彎曲疲勞試驗方法

  GB/T15248 金屬材料軸向等幅低循環疲勞試驗方法

  GB/T10622 金屬材料滾動接觸疲勞試驗方

  GB/T 4161 金屬材料平麵應變斷裂韌度試驗方法

  GB/T 2038 金屬材料延性斷裂韌度試驗方法

  GB/T 26077 金屬材料疲勞試驗軸向應變控製方法

  GB/T 26076 金屬薄板(帶)軸向力控製疲勞試驗方法

  GB/T 27595 膠粘劑結構膠粘劑拉伸剪切疲勞性能的試驗方法

  GB/T 12443 金屬材料扭應力疲勞試驗方法

  GB/T 13682 螺紋緊固件軸向疲勞試驗方法

  GB/T 30064 金屬材料鋼構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定裂紋擴展阻力的試驗方法

  GB/T 28896 金屬材料焊接接頭準靜態斷裂韌度測定的試驗方法

  GB/T 27551 金屬材料焊縫破壞性試驗斷裂試驗

  (3) HB相關標準


  HB 5142 金屬材料平麵應變斷裂韌度試驗方法

  HB 5152 金屬室溫旋轉彎曲疲勞試驗方法

  HB 5153 金屬高溫旋轉彎曲疲勞試驗方法

  HB 5217 金屬低周熱疲勞試驗方法

  HB 5277 發動機葉平及材料振動疲勞試驗方法

  HB 5287 金屬材料軸向加載疲勞試驗方法

  HB 5279 金屬板材表麵裂紋斷裂韌性試驗方法

  HB 5487 鋁合金斷裂韌度試驗方法

  HB 6626 金屬材料在含水介質中疲勞裂紋擴展速率試驗方法

  HB 7572 金屬材料(人字形缺口)平麵應變斷裂韌度試驗方法

  HB 7680 金屬材料高溫疲勞裂紋擴展速率試驗方法

  HB 7705 金屬材料疲勞小裂紋擴展速率試驗方法

  HB 6442 飛機液壓導管及連接件彎曲疲勞試驗

  HB 7680 高溫疲勞裂紋擴展速率試驗方法

  HB 5261 金屬板材K-R曲線試驗方法

  HB 6660 金屬板材熱疲勞試驗方法

  HB 7110 金屬材料細節疲勞額定強度截止值(DFRcutoff)試驗方法

  HB/Z 112 材料疲勞試驗統計分析方法

  HB 20041 航空發動機軸類部件疲勞試驗方法

  (4) GJB相關標準


  GJB 2030 高溫下金屬材料斷裂韌度試驗方法

  GJB 1997 金屬材料軸向腐蝕疲勞試驗方法

  GJB 715.30A 緊固件試驗方法-拉伸疲勞

  GJB 715.30 緊固件試驗方法-抗拉疲勞

  GJB 715.9 緊固件試驗方法-抗剪接頭疲勞

  2  複合材料疲勞、斷裂試驗標準

  (1) ASTM相關標準


  ASTM D5528 Standard Test Method for ModeI Interlaminar Fracture Toughness of Unidirectional Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composites

  ASTM D3479/D3479 MStandard Test Method for Tension-Tension Fatigue of Polymer Matrix Composite Materials

  ASTM D7774 Standard Test Method for Flexural Fatigue Properties of Plastics

  ASTM D7791 Standard Test Method for Uniaxial Fatigue Properties of Plastics

  ASTM D4482 Standard Test Method for Rubber Property-ExtensionCycling Fatigue

  ASTM D7615/D7615M Standard Practice for Open-Hole Fatigue Response of Polymer Matrix Composite Laminates

  ASTM D3166 Standard Test Method for Fatigue Properties of Adhesives in Shear by Tension Loading (Metal/Metal)

  ASTM D6115 Standard Test Method for ModeI Fatigue Delamination Growth Onset of Unidirectional Fiber-Reinforced Polymer atrixComposites

  ASTM E1049 Standard Practices for Cycle Counting in Fatigue Analysis

  (2) GB相關標準

  GB/T 16779 纖維增強塑料層合板拉-拉疲勞性能試驗方法

  GB/T 28891-2012 纖維增強塑料複合材料單向增強材料Ⅰ型層間斷裂韌性的測定

  (3) HB相關標準

  HB 7624 碳纖維複合材料層合板彎曲疲勞試驗方法

  HB 5268 有機玻璃板材斷裂韌度試驗方法

  HB 7402 碳纖維複合材料層合板I型層間斷裂韌性試驗方法

  HB 7403 碳纖維複合材料層合板II型層間斷裂韌性試驗方法

  HB 7718.1 碳纖維複合材料層合板濕熱環境下層間斷裂韌性試驗方法第1部分:I型層間斷裂韌性試驗方法

  HB 7718.2 碳纖維複合材料層合板濕熱環境下層間斷裂韌性試驗方法第2部分:II型層間斷裂韌性試驗方法

  (4) GJB相關標準


  GJB 586 纖維增強塑料層板拉伸層間斷裂韌性試驗方法

  GJB 2637 碳纖維樹脂基複合材料層合板疲勞試驗方法

  GJB 2033 航空有機玻璃拉伸疲勞試驗方法

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