在機械工程領域，疲勞應力試驗是測試一種材料或結構通過反覆應力迴圈載荷來抵抗疲勞失效的能力。 該測試對於確保材料和結構的可靠性和安全性至關重要，尤其是在承受交變載荷時。 本文將總結疲勞應力試驗的基本原理、試驗方法、結果分析和應用領域。
1.疲勞應力試驗的基本原理。
疲勞是指材料或結構的區域性損傷在迴圈應力作用下累積，最終導致突然失效的現象。 疲勞應力試驗是模擬材料或結構在實際使用過程中的交變應力，以測試其抵抗疲勞失效的能力。 在測試過程中，試樣反覆受力和迴圈載入，需要控制和監測每個迴圈的應力幅值、頻率和波形等引數。
2、疲勞應力試驗的試驗方法。
疲勞應力試驗的方法因材料型別、試樣形狀和試驗條件等因素而異。 以下是一些常見的測試方法：
1.拉伸疲勞試驗：將試樣安裝在試驗機上，通過控制應力的幅值和頻率，對試樣進行反覆拉伸，以模擬實際使用過程中的交變應力。
2.彎曲疲勞試驗：將試樣安裝在彎曲試驗機上，通過控制應力的幅值和頻率，使試樣反覆彎曲，以模擬實際使用過程中受到彎曲應力的材料或結構。
3.壓縮疲勞試驗：將試樣安裝在壓縮試驗機上，通過控制應力的幅值和頻率，對試樣進行反覆壓縮，以模擬材料或結構在實際使用過程中受到壓應力的影響。
4.復合應力疲勞試驗：在實際使用過程中，許多結構和材料會同時承受多種形式的應力。 為了模擬這種情況，可以採用復合應力疲勞試驗，即同時對試樣施加拉伸、壓縮、彎曲等應力，以模擬實際使用過程中的複雜應力狀態。
3、疲勞應力試驗結果分析。
在疲勞應力試驗結束時，需要對試驗結果進行分析。 通常採用以下方法：
1.疲勞壽命曲線法：通過繪製應力幅值與疲勞壽命的關係曲線，分析試樣在不同應力幅值下的疲勞壽命。 這種方法可以幫助我們了解材料或結構在不同應力幅度下的疲勞行為。
2.累積損傷理論法：根據累積損傷理論，通過計算每個迴圈載荷對材料或結構的破壞程度，試樣在多少次迴圈載荷後即可發生疲勞失效。 這種方法可以幫助我們更好地理解疲勞破壞的本質。
3.裂紋擴充套件速率法：在疲勞應力試驗中，可以通過觀察裂紋擴充套件速率來分析材料的斷裂特性。 通過測量裂紋擴充套件速率與應力強度因子之間的關係，可以評估材料對疲勞裂紋擴充套件的抵抗力。
四、疲勞應力試驗的應用領域。
疲勞應力試驗廣泛應用於航空航天、汽車、船舶、橋梁等領域各種材料和結構的可靠性評估。 例如，飛機起落架的彈簧、汽車發動機的連桿、船舶的傳動軸都需要經過嚴格的疲勞應力測試，以確保在長期使用過程中不會發生疲勞斷裂。 此外，橋梁的橋面、斜拉索等結構也需要進行疲勞應力試驗，以確保它們在使用過程中具有足夠的耐久性。
綜上所述，疲勞應力試驗是機械工程領域最重要的試驗方法之一。 通過對材料或結構的反覆應力迴圈載入，可以測試其抗疲勞失效的能力，為保證材料或結構的可靠性和安全性提供了重要依據。