主题：【原创】电液伺服疲劳试验机

电液伺服疲劳试验机在材料和部件试验方面有很广泛的应用，其用周期或随机信号可执行脉冲或交变载荷。很容易得到准静态-静态和动态载荷。具备各种各样的材料试验机，适用于部件或整个产品的疲劳寿命测定。产品范围从单轴试验作动缸到电液伺服疲劳试验机，适用于多轴疲劳试验，可用的载荷范围从5至2,500 kN。还提供高频疲劳试验机用于测定疲劳寿命。高周疲劳强度可用于测定部件的拉伸和压缩极限，以及扭转极限。疲劳试验

循环载荷下的材料疲劳

在疲劳试验中，材料疲劳是通过一个具有相应测试频率的循环载荷来诱发的。这可能涉及拉伸或压缩中的脉动加载试验，以及对拉伸和压缩部件进行的交变载荷试验。



疲劳试验中的材料失效通常发生在远低于静态强度极限的情况下。



疲劳试验的结果通常以应力-载荷循环图的形式呈现。这里绘制了试样断裂循环数随循环应力振幅的变化图。



疲劳试验一方面用于测定特性值，另一方面用于测定疲劳寿命。



常见疲劳试验

高周疲劳试验 / S-N试验

在根据DIN 50100进行的高周疲劳试验（也称为S-N试验）中，以中低循环振幅对试样进行试验。

至 高周疲劳试验 / S-N试验

低周疲劳(LCF)试验

在根据ISO 12106 / ASTM E606进行的低周疲劳(LCF)试验中，试样在高周幅和塑性变形下进行试验。

至 低周疲劳(LCF)试验

旋转弯曲试验机

圆棒扭转弯曲疲劳试验的目的是测定在旋转载荷下的弯曲疲劳强度。

材料疲劳

材料疲劳是指材料或部件在时变、反复应力作用下受损或失效。



材料疲劳是由塑性变形引起的，其最小形式称为微塑性变形。损伤会随着持续的应力（裂纹扩展）而增长，最终导致材料或部件不可更改的失效。



调查许多损伤情况得出以下结果：



使用一段时间没有任何问题的部件可能会突然失效。

失效不是由单一过载引起的。

失效发生在远低于静态强度极限的情况下。

载荷随时间而变化，并且经常是重复的。

循环承受应力的部件的疲劳寿命是有限的。因此，在实施关键部件测试之前，应进行疲劳寿命评估、疲劳寿命计算或疲劳试验，以提供部件的耐久性评估（耐久性的测定）。



常见的疲劳试验包括：

高周疲劳试验（S-N试验），按照DIN 50100标准

低周疲劳(LCF)试验

圆棒扭转弯曲疲劳试验，按照DIN 50113标准

在材料疲劳试验中测定不同的特性值：

S-N曲线/Woehler曲线 | S-N图/Woehler图

结构件耐久性

疲劳寿命

低周疲劳(LCF)强度

有限寿命疲劳强度

高周疲劳(HCF)强度

高周疲劳试验（S-N试验），按照DIN 50100、ASTM E466-15、ISO 1099标准

高周疲劳(HCF)试验

在根据DIN 50100/ASTM E466-15/ISO 1099进行的高周疲劳试验（也称为S-N试验）中，通过周期性变化的（循环）载荷对材料或部件施加应力。ASTM D3479介绍了对复合材料的试验。



高周疲劳试验用于测定拉伸、压缩、弯曲和扭转载荷下的有限寿命疲劳强度和高周疲劳强度。特别是对于部件，高周疲劳试验可以测定薄弱点，然后通过结构或材料改变消除这些薄弱点。低周疲劳强度不是高周疲劳试验的考虑因素 - 它是在低周疲劳试验中测定的。



在高周疲劳试验中，载荷幅和平均载荷在单级疲劳试验中是恒定的。根据载荷幅的大小，可以在试样失效前以不同的频率施加。



根据DIN 50100 / ASTM E466-15 / ISO 1099执行高周疲劳试验

在高周疲劳试验中，测定材料或部件的有限寿命疲劳强度和高周疲劳强度。为此会循环加载大量试样。



进行S-N试验，直到试样出现规定的失效（断裂、裂纹）。

该试验定义了特定的循环数（循环数阈值）。如果试样达到此循环数阈值而无可识别的失效，则认为其是耐用的或称为跳动试样。

在每次高周疲劳试验中，循环载荷的平均应力、高应力和低应力是恒定的。对于同一S-N曲线上的试验，要么只改变平均应力，要么只改变高应力与低应力之比。



S-N曲线（Woehler曲线）

在多个高周疲劳试验中测定的循环应力幅和循环数的测量值可得到S-N曲线。



从S-N图中，您可以读取特定载荷幅的载荷变化最大次数。



S-N曲线分为三个区域：



低周疲劳K：高载荷幅会在试样上产生塑性应变，并导致试样在进行低数量的循环后失效。DIN 50100标准中不涉及低周疲劳区域。

有限寿命疲劳Z：根据载荷幅的大小，试样只能承受一定数量的循环。

高周疲劳D：根据载荷幅，会出现断裂和跳动。

分为低周疲劳、有限寿命疲劳和高周疲劳的S-N曲线

有限寿命疲劳曲线

在双对数表示中，S-N曲线的有限寿命疲劳范围几乎是直的。这条直线也称为有限寿命疲劳曲线。



有限寿命疲劳曲线的位置和斜率取决于多种影响因素：



材料

试样几何形状

载荷类型

生产条件

热处理方式

表面粗糙度

用于根据DIN 50100 / ASTM E466-15 / ISO 1099执行高周疲劳试验的产品

为了产生高周疲劳试验所需的载荷幅，可以使用不同的试验机。试验机必须能够补偿试样刚度或试验装置的调整或变化。