一、概述

 

　　電子疲勞試驗(yàn)機(jī)是一種用于模擬材料在長期、反復(fù)載荷作用下的疲勞性能的試驗(yàn)設(shè)備。它通過施加周期性的加載和卸載來測定材料在不同應(yīng)力水平下的疲勞壽命。根據(jù)試驗(yàn)所施加的加載次數(shù)和載荷的大小，疲勞試驗(yàn)通常分為高周疲勞（HCF）和低周疲勞（LCF）。高周疲勞主要側(cè)重于低應(yīng)力、高循環(huán)的情況，而低周疲勞則關(guān)注高應(yīng)力、低循環(huán)的情況。

 

　　二、高周疲勞測試

 

　　高周疲勞測試通常在應(yīng)力幅度較小、加載次數(shù)較多的條件下進(jìn)行。高周疲勞常常用來模擬那些工作在低應(yīng)力下但需要承受大量循環(huán)的材料，如航空航天、汽車工業(yè)中的零部件。高周疲勞測試主要目的是確定材料在大量循環(huán)加載下的疲勞壽命。

 

　　1.試驗(yàn)設(shè)置：

 

　　在進(jìn)行高周疲勞測試時(shí)，它的主要設(shè)置包括加載方式、載荷頻率和應(yīng)力幅度。對(duì)于高周疲勞測試，一般使用恒定的應(yīng)力幅度和頻率。常見的頻率范圍通常為20Hz到100Hz。在試驗(yàn)過程中，機(jī)器會(huì)施加一個(gè)周期性的載荷循環(huán)，材料試件通常呈現(xiàn)出應(yīng)力—應(yīng)變的彈性行為。

 

　　2.測試過程：

 

　　將試件夾持在它的夾具中，并設(shè)定測試參數(shù)，如載荷幅值、頻率等。試驗(yàn)機(jī)會(huì)根據(jù)設(shè)定的條件，自動(dòng)施加和卸載載荷，直至試件發(fā)生疲勞斷裂。試驗(yàn)過程中，試件的應(yīng)力-應(yīng)變曲線被記錄并實(shí)時(shí)監(jiān)控。試驗(yàn)機(jī)通常配備有應(yīng)變計(jì)、傳感器等，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測試件的變形情況。

 

　　3.數(shù)據(jù)分析：

 

　　高周疲勞試驗(yàn)的主要數(shù)據(jù)是材料的疲勞壽命，即在特定應(yīng)力幅度下，材料承受的循環(huán)次數(shù)。電子疲勞試驗(yàn)機(jī)會(huì)自動(dòng)記錄每個(gè)加載循環(huán)的斷裂數(shù)據(jù)，并生成疲勞壽命曲線。通過這些數(shù)據(jù)，可以評(píng)估材料在實(shí)際應(yīng)用中可能承受的疲勞壽命，進(jìn)而進(jìn)行材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

 

　　三、低周疲勞測試

 

　　低周疲勞測試與高周疲勞測試不同，低周疲勞主要針對(duì)高應(yīng)力下，加載次數(shù)較少的情形。此類試驗(yàn)通常用于模擬那些工作在負(fù)載條件下但循環(huán)次數(shù)相對(duì)較少的組件，如發(fā)動(dòng)機(jī)零件和壓力容器等。低周疲勞試驗(yàn)著重研究材料在較大應(yīng)力下的塑性變形和疲勞壽命。

 

　　1.試驗(yàn)設(shè)置：

 

　　低周疲勞測試中，它會(huì)施加較高的應(yīng)力幅度，通常是在屈服點(diǎn)附近或超過屈服點(diǎn)。頻率一般較低，多數(shù)情況下為0.1Hz到10Hz之間。載荷頻率較低是因?yàn)榈椭芷谠囼?yàn)更關(guān)注的是材料在有限循環(huán)次數(shù)下的塑性變形特性。

 

　　2.測試過程：

 

　　在低周疲勞測試中，試件在較高的應(yīng)力下經(jīng)歷了更大的變形，可能出現(xiàn)一定程度的塑性變形。試驗(yàn)過程中，它會(huì)施加較大幅度的應(yīng)力，直到材料發(fā)生裂紋或斷裂。此時(shí)，試件的變形較為顯著，它會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測試件的應(yīng)變情況和循環(huán)次數(shù)。

 

　　3.數(shù)據(jù)分析：

 

　　低周疲勞測試的主要數(shù)據(jù)是材料的疲勞壽命和應(yīng)力-應(yīng)變曲線。由于低周疲勞通常涉及到更大的塑性變形，因此會(huì)更關(guān)注材料的塑性疲勞特性。在測試過程中，試件的應(yīng)力和應(yīng)變數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)記錄，通過分析這些數(shù)據(jù)可以揭示材料在高應(yīng)力下的疲勞特性，幫助工程師優(yōu)化設(shè)計(jì)和選擇合適的材料。