高周疲劳与低周疲劳,疲劳寿命测试

金属疲劳测试过程中S-N曲线代表的含义 , 试验方法要点?

高周疲劳与低周疲劳,疲劳寿命测试


S-N曲线是以材料标准试件疲劳强度为纵坐标 , 以疲劳寿命的对数值lg N为横坐标 , 表示一定循环特征下标准试件的疲劳强度与疲劳寿命之间关系的曲线 , 也称应力-寿命曲线 。通常所说的材料的S-N 曲线 , 是指把原材料按照试验方法做成标准试样 , 测量其在拉、压、弯曲和扭转作用下的疲劳寿命 , 从而得到的相应的S-N 曲线 。
疲劳曲线:金属承受交变应力和断裂循环周次之间的关系曲线 。各种材料对变应力的抵抗能力 , 是以在定循环作用次数N下 , 不产生破坏的应力σN来表示的 。σN称为 定循环作用次数N的限应力 , 也称为条件疲劳限 。对于种材料 , 根据实验 , 可得出在各种循环作用次数N下的限应力 , 以横坐标为作用次数N、纵坐标为限应力 , 绘成曲线 , 则称为材料的疲劳曲线 , 或称S-N曲线 。
疲劳限:当应力低于某值时 , 试样可以经受无限次的循环而不断裂 。此应力值称为该材料的疲劳限 , 通常用σr来表示 。注脚r表示应力循环对称系数 。假如是对称循环的变应力 , 即r=?1;如是脉动循环时 , 即r=0 。疲劳限分为持久疲劳限、有限疲劳限 。静应力强度(AB段):应力循环次数N≤1000以前 , 使材料试件发生破坏的应力值基本不随N而变 , 这时的变应力强度可看作是静应力强度的状况 。
低周疲劳(BC段):随着循环次数的增加 , 使材料发生疲劳破坏的应力不断下降 。C点相应的循环次数大约在10000左右 。这阶段的疲劳现象称为应变疲劳 。由于应力循环次数相对很小 , 所以也叫做低周疲劳 。高周疲劳(CD段):CD段代表有限寿命疲劳破坏 。在此范围内 , 试件经过相应次数的变应力作用后总会发生疲劳破坏 。在D点以后 , 如果应力低于D点应力 , 则无论应力变化多少次,材料都不会破坏 。
【高周疲劳与低周疲劳,疲劳寿命测试】故D点以后的水平线代表了试件无限寿命疲劳阶段 。这两段曲线所代表的疲劳统称高周疲劳 。对于具有应变时的金属及合金 , S-N曲线具有明显的水平部分 , 即该材料的疲劳限具有持久疲劳限 。对于没有应变时的金属及合金 , S-N曲线没有水平部分 。为了得到该材料的疲劳限 , 则需规定某N值对应的应力为“有限疲劳限” 。对于黑色金属般取10的7次方 , 有色金属及不锈钢取10的8次方 。

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