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      檢測項目 TEST ITEMS
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      拉伸疲勞試驗

      拉伸疲勞試驗

      檢測目的: 檢驗金屬材料拉伸疲勞性能
      檢測范圍: 石油管道、壓力容器、鍋爐、液化氣罐、閥門、法蘭、焊縫、碳鋼、不銹鋼等金屬材料、成品
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             拉伸疲勞試驗:材料和機械零部件在交變應力作用下,在應力遠遠低于材料的屈服強度σs的若干個循環下發展的突然斷裂現象。
             目前評定金屬材料疲勞性能的基本方法就是通過試驗測定其S-N曲線(疲勞曲線),即建立最大應力σmax或應力振幅σα與其相應的斷裂循環周次N之間的關系曲線。不同金屬材料的S-N曲線形狀是不同的,大致可以分為兩類,如圖1所示。其中一類曲線從某應力水平以下開始出現明顯的水平部分,如圖1(a)所示。這表明當所加交變應力降低到這個水平數值時,試樣可承受無限次應力循環而不斷裂。
      拉伸疲勞試驗|拉伸疲勞檢測|拉伸疲勞測試
      (a) 有明顯水平部分的S-N曲線;                                 (b) 無明顯水平部分S-N曲
      圖1   金屬的S-N曲線示意圖
             這表明當所加交變應力降低到這個水平數值時,試樣可承受無限次應力循環而不斷裂。因此將水平部分所對應的應力稱之為金屬的疲勞極限,用符號σR表示(R為最小應力與最大應力之比,稱為應力比)。若試驗在對稱循環應力(即R=-1)下進行,則其疲勞極限以σ-1表示。中低強度結構鋼、鑄鐵等材料的S-N曲線屬于這一類。對這一類材料在測試其疲勞極限時,不可能做到無限次應力循環,而試驗表明,這類材料在交變應力作用下,如果應力循環達到107周次不斷裂,則表明它可承受無限次應力循環也不會斷裂,所以對這類材料常用107周次作為測定疲勞極限的基數。另一類疲勞曲線沒有水平部分,其特點是隨應力降低,循環周次N不斷增大,但不存在無限壽命。如圖1(b)所示。在這種情況下,常根據實際需要定出一定循環周次(108或5×107…)下所對應的應力作為金屬材料的“條件疲勞極限”,用符號σR(N)表示。 
      疲勞試驗分類
             1)按研究對象可以分為材料疲勞和結構疲勞;
             材料疲勞---研究材料的S—N曲線、失效機理和化學成分、微觀組織對疲勞強度的影響。
             結構疲勞---以零部件、接頭以至整機為研究對象。研究他們的疲勞性能,抗疲勞設計方法,壽命評估方法和疲勞試驗方法,形狀、尺寸和工藝因素的影響,以及提高疲勞強度方法。
             2)按失效周次可以分為高周和低周疲勞
             高周疲勞---材料在低于其屈服強度σs的循環應力作用,經過104~105以上循環產生的失效。
             低周疲勞---材料在接近或超過屈服強度σs的應力作用下,低于104~105次塑性應變循環產生的失效。
             兩者的主要區別在于塑性應變的程度不同,高周一般應力低,材料處于彈性范圍,而低周疲勞產生較大塑性變形,以應變為參數。
             3)按應力狀態可以分為單軸疲勞和多軸疲勞;
             單軸疲勞------單向正應力或單向切應力。例如:單向拉—壓疲勞,彎曲疲勞或扭轉循環應力。
             多軸疲勞------多向應力作用下疲勞(復合疲勞)。例如:彎扭復合疲勞,雙軸拉伸疲勞,三軸應力,拉伸—內壓疲勞,缺口處的應力狀態也往往是多軸疲勞。
             4)按載荷變化情況可以分為恒幅疲勞、變幅疲勞和隨機疲勞;
             恒幅疲勞---載荷中,所有峰值載荷相等和所有谷值載荷相等的。
             變幅疲勞---所有峰值載荷不等和所有谷值載荷不等,或兩者均不相等的載荷。
             隨機疲勞---疲勞載荷中,峰值載荷和谷值載荷及其序列是隨機出現譜載荷。幅值和頻率都是隨機變化的,而是不確定的。
             5)按載荷工況和工作環境分為常規疲勞、高低溫疲勞、腐蝕疲勞、接觸疲勞、微動磨損疲勞和沖擊疲勞。
      疲勞試驗標準
      ISO 12108 金屬材料 疲勞試驗 疲勞裂紋擴展方法
      ISO 12107 金屬材料 疲勞試驗 統計方案和數據分析方法
      ISO 1352 鋼 扭應力疲勞試驗方法
      ISO 1143 金屬 旋轉彎曲疲勞試驗方法
      ISO 12106 金屬材料–疲勞試驗–軸向應變控制方法
      ISO 1099 金屬材料–疲勞試驗–軸向力控制方法
      2.  ASTM 相關疲勞試驗標準
      ASTM E2207-02 薄壁管應變控制軸向扭轉疲勞試驗方法
      ASTM E1949-03 粘貼金屬電阻應變片室溫疲勞壽命試驗方法
      ASTM E796-94 金屬箔延性試驗方法
      ASTM E739-91 線性或線性化應力-壽命(S-N)和應變-壽命(e-N)
      ASTM E647-05 疲勞裂紋擴展速率試驗方法
      ASTM E606-04 應變控制疲勞試驗方法
      ASTM E468-90 金屬材料恒幅疲勞試驗結果表示方法
      ASTM E466-96 金屬材料力控制恒幅軸向疲勞試驗方法
      3.  GB 相關疲勞試驗標準
      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 表面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法
       
      樣品要求

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      圓柱形光滑彎曲疲勞試樣                                              圓柱形缺口彎曲疲勞試樣

      拉伸疲勞試驗|拉伸疲勞檢測|拉伸疲勞測試

      圓柱形光滑軸向疲勞試樣                                                       圓柱形V形缺口軸向疲勞試樣

      拉伸疲勞試驗|拉伸疲勞檢測|拉伸疲勞測試

      漏斗形光滑軸向疲勞試樣                                                   矩形光滑軸向疲勞試樣

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      漏斗形軸向疲勞試樣                                                     矩形U形缺口軸向疲勞試樣

      拉伸疲勞試驗|拉伸疲勞檢測|拉伸疲勞測試      拉伸疲勞試驗|拉伸疲勞檢測|拉伸疲勞測試       拉伸疲勞試驗|拉伸疲勞檢測|拉伸疲勞測試

      光滑圓試樣夾持                    鏈條疲勞試驗夾持                           板型試樣夾持
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        四點彎曲試樣夾持                                     連桿構件疲勞夾持

       

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