金屬材料疲勞(láo)試(shì)驗的一些常用試驗方法通常包括單點疲勞試驗(yàn)法、升降法、高頻振動試驗法、超聲疲(pí)勞試驗法、紅外熱像技術(shù)疲勞試驗(yàn)方法等。
适用于(yú)金屬材料構件在室溫、高溫或腐蝕空氣中旋轉彎曲載(zǎi)荷條件下服役(yì)的情況。該(gāi)種方法在(zài)試樣數量受限制的情況下,可近似測定疲勞曲線并粗略估計疲勞極(jí)限。試驗所需的疲勞(láo)試驗機一(yī)般為彎曲疲勞試驗(yàn)機和拉壓試驗機。
升降法疲勞試驗是(shì)獲得(dé)金屬材料或結構疲勞極限的一種比較常用而又精确(què)的方(fāng)法,在常規疲勞試驗方法測定(dìng)疲勞強度的基礎上(shàng)或在指定壽命的材料或結構的疲勞強(qiáng)度(dù)無法通(tōng)過試驗直接測定的情況下(xià),一般采用升降法(fǎ)疲勞試驗間(jiān)接測定疲勞強度(dù)。
主要(yào)用于測定中、長壽(shòu)命(mìng)區材料或結構疲勞強度的随機(jī)特性。所需試驗機(jī)一般為拉壓疲勞試驗機(jī)。
常規疲勞試驗中交變載荷的頻率一般低(dī)于200Hz,無法精确測得一些零件在高(gāo)頻環境狀态(tài)下的(de)疲勞損傷。高頻振動試驗利用(yòng)試驗器材産生含有循環載荷頻率為1000Hz左右特性的交變(biàn)慣性(xìng)力作用于疲勞試樣上,可以滿足在(zài)高頻、低幅(fú)、高循(xún)環環(huán)境條件下服(fú)役(yì)金屬材料的疲勞性能研究。
高頻振動試驗主要用(yòng)于軍民機械工(gōng)程的需要(yào)。試驗裝置通常包括:控制儀、電荷适配器、功率放大器、加速度計、振動台等。
超聲法疲勞試驗是一種(zhǒng)加速共振式的疲(pí)勞試驗方法,其測(cè)試頻率(20kHz)遠遠超過常規疲勞測試頻(pín)率(小于200Hz)。超聲疲勞試驗可以在不同載荷特征、不同環境和溫度(dù)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于超高周疲勞試驗,主要針對10^9以上周次疲勞試驗。高(gāo)周疲勞時,材料宏觀上主要表現為彈性的,所以在損傷本構(gòu)關系中采用應力、應變等參量的彈性關系處理,而不涉及微塑性。
為縮短試(shì)驗時間、減(jiǎn)少試驗成本,能量方法成為疲勞試驗研究的重(zhòng)要方法(fǎ)之一。金屬材料的(de)疲勞是一個(gè)耗散能量的過程,而溫度變化則是研究疲勞過程能量耗散(sàn)極為重要的參量。
紅外熱像技術(shù)是一(yī)種波長轉換技術(shù),即将目标的熱輻射轉換為可(kě)見光(guāng)的技術,利(lì)用目(mù)标自身各部分熱輻射的差異獲取(qǔ)二維可視(shì)圖像(xiàng),用計算機圖像處(chù)理技術和紅外測溫标定技術,實(shí)現對物體表面溫度場分布的顯示、分析和精确測量。試驗所用材料通常為表面鍍鋅、經過正火(huǒ)處理的金屬材(cái)料,為增大金屬(shǔ)表面的比輻射率,試驗時通常在試樣表面塗上很(hěn)薄的一層紅外透射(shè)塗料(liào)。