试验六疲劳试验示范

1、实验六疲劳试验（示范）、实验目的1、了解测定材料疲劳极限的方法。2、观察疲劳破坏的现象。二、实验设备疲劳试验机有各种类型，用来在不同受力形式下和不同条件下进行试验。常用的是旋转弯曲疲劳试验机，有纯弯曲和悬臂弯曲两种型式。本试验采用纯弯曲式疲劳试验机，其构造示意图如图26（ A ）所示。试件4的两端被夹紧在两个空心轴 1中，两空心轴与试件构成一 个整体杆，支持于两个滚珠轴承 3上。电动机5通过软轴6使这个整体杆转动。 横杆8挂在 滚珠轴承2上，处于静止状态。在横杆中央的砝码盘上放置砝码9,使试样中段受纯弯曲（图26 B），最大弯曲正应力为M Pa/2 16P%二瓦二竺=才32武中卩是磁码的重量己

2、是滚珠轴承氛3之间的距离，是试件宜径试件每旋转一 周其表面各点的最大弯曲应力正负交变一次，使试件承受对称循环交变应力的作用试 件经历的应力循坏数N由计数器7自动记录下来当试件断裂后，自动停机装置使电动机 5停止转动。丁计ftK丑（A）纯弯曲疲劳试验机示意图（B）试件弯矩图图26纯弯曲式疲劳试验机三、试件本实验需用一组813根材料和尺寸均相同的光滑小试件，直径为d=610mm，表而须磨光，无锈蚀或伤痕，圆角处要光滑过度。四、实验原理疲劳破坏与静力破坏有本质的不同。当交变应力小于材料的静强度极限d b时，材料就可产生疲劳裂纹或完全断裂。即使是塑性材料，断裂时也无显著的塑性变形。在疲劳破坏 的断口上

3、，一般呈现两个区域，即光滑区和粗粒状区。材料断裂前所经历的循环次数称为疲劳寿命N，试件所受应力愈小，则疲劳寿命愈长。对钢和铸铁等黑色金属，如果在某一交变应力下经受107次循环仍不破坏，则实际上可以承受无限次循环而不会发生破坏。所以，对这些金属以试件能承107循环所对应的最大应力bmaX 值作为疲劳极限b -1。五、实验步骤1、试件准备取813根试件，检查试件表面加工质量，如有锈蚀或擦伤，用细砂纸或砂布沿试件 轴向抛光加以消除。测量试件的直径。2、装夹试件安装试件时必须很仔细，避免灰尘和杂质进入空心轴的锥孔中。将试件牢固夹紧，使 试件与试验机的转轴保持良好的同心度。试件安装好后用手慢慢旋转试验机

4、的转轴，用百 分表在试件上测得的径向跳动量应不大于0.03m m。然后空载运转，试件的径向跳动量应不大于 0.06mm。3、进行试验第一根试件的交变应力的最大值约取材料强度极限的60%，即b lmax=0.6而砝码重量Pi二0.6 b bn d3/16a。加载前，先开动试验机，再无冲击地将砝码加到P1值，并记录计数器的初读数。试件经历一定次数的循环后，即断裂，自动停机，记下计数器的末读数，两者相减即为试件的疲劳寿命N1。对第二根试件以同样的过程进行试验，但载荷要比第一根试件略低，记下试件断裂时 的循环次数N2。以后逐级降低每根试件的最大应力，开始两相邻载荷的差值可大些，随着 载荷逐级降低，其差值越来越小。记下各根试什的循环数Ni,直至试件超过指定的107次循环而未发生破坏时，终止试验。4、绘制S N曲线以b imax为纵坐标，以lgN为横坐标，根据各次测得的数据在方格纸上描点，即可绘出 最大应力与疲劳寿命的关系曲线（S N曲线）如图27所示。此曲线最后趋于水平，其水平渐近线的纵坐标b -1，就是材料的疲劳极限。图叫一般碳钢s-N曲线六、注意事项1、 开动试验机使试件旋转后，再无冲击