常用的金属材料疲劳极限试验方法(一)
更新时间：2016-11-17 点击次数：3021次
（一）试验方法及试样类型
单点疲劳试验适用于金属材料构件在室温、高温或腐蚀空气中旋转弯曲载荷条件下服役的情况。
该种方法在试样数量受限制的情况下，可近似测定疲劳曲线并粗略估计疲劳极限。试验所需的疲劳试验机一般为弯曲疲劳试验机和拉压试验机，试验机应满足弯曲载荷误差不大于±１％，为避免试样振动，试验选择的频率应适用于材料、试样和试验机的组合。
不同类型的试样得到的试验结果不同，因此同一批试验所使用的试样应具有相同的直径、形状和尺寸公差。根据ＧＢ／Ｔ４３３７－２００８《金属材料疲劳试验旋转弯曲方法》规定，单点疲劳试验的试样其试验部分分为圆柱形、圆锥形和漏斗型3类，如图１所示。
（ａ） 圆柱形试样
（ｂ） 圆锥形试样
（ｃ） 漏斗形试样
图１ 单点疲劳试验试样类型
单点疲劳试验一般需要８～１０根试样，试样的zui小截面直径犱一般取６，７．８，９．５ｍｍ，偏差小于０．００５d。其中圆柱形试样要求试验部分的平行度应保证在０．０５ｍｍ以内以及过渡圆弧半径不应小于３d，漏斗形试样圆弧半径不应小于５d。
（二）试验步骤及数据处理
在进行单点疲劳试验时需要先计算出应施加的载荷犘，可由试样zui小直径截面上的zui大弯曲正应力根据下式计算得到：
其中，取加载系数
，可得P＝Kσ。K值可根据试验机的套筒长度尺寸α和试样的zui小直径dｍｉｎ事先算出，并制成表格。在试样的应力σ 确定后，便可计算出应施加的载荷P。
单点疲劳试验一般按如下步骤进行：
①测量试样zui小直径Dｍｉｎ和计算或查出加载系数K；
②首先确定抗拉强度为σｂ 的第1根试样的zui大应力约为σ１＝（０．６～０．７）σｂ，并由式（１）计算应施加的载荷P；
③安装试样；
④施加载荷P；
⑤试样断裂后记下寿命N1，取下试样描绘疲劳破坏断口的特征；
⑥取另一试样使其zui大应力σ2＝（０．４０～０．４５）σｂ，重复步骤③～⑤测得疲劳寿命N2，若N2＜107次，则应降低应力再重复步骤③ ～ ⑤，直至在σ２ 作用下，N2＜107次；
⑦在σ1与σ2之间插入４～５个等差应力水平，它们分别为σ3，σ4，σ5，σ6，逐级递减进行以上试验，相应的寿命分别为N3，N4，N5，N6。
数据处理通常按以下方式进行：
当与σ6相应的N6＜107 次，疲劳极限在σ２ 与σ6 之间，这时取σ7＝１／２ （σ2 ＋σ6）再进行试验；当与σ6 相应的N6 ＞107 次，取σ7＝１／２（σ5＋σ6）再进行试验。疲劳极限确定按表１所示，其中σ7－σ2 和σ7－σ6 均应满足小
于控制精度Δσ。
