金屬疲勞試驗發展

1829年德國人阿爾貝特(J.Albert)為解決礦山卷揚機服役過程中鋼索經常發生突然斷裂,首先以10次/分的頻率進行疲勞試驗18521869年德國人沃勒(A.Whler)為研究機車車輛開始以15次/分的頻率對車輛部件進行拉伸疲勞試驗,以后又用試樣以72次/分的頻率在旋轉彎曲疲勞試驗機進行旋轉彎曲疲勞試驗，他的功績是指出一些金屬存在疲勞極限，并將疲勞試驗結果繪成應力與循環周次關系的-曲線 ，又稱為Whler曲線。1849年英國人古德曼 (J.Goodman)首先考慮了平均應力不為零時非對稱載荷下的疲勞問題并提出耐久圖，為金屬制件的壽命估算和安全可靠服役奠定理論基礎。1946年德國人魏布爾 (W.Weibull)對大量疲勞試驗數據進行統計分析研究，提出對數疲勞壽命一般符合正態分布（高斯分布），闡明疲勞測試技術中應采用數理統計。

60年代初，從斷裂力學觀點分析金屬疲勞問題，進一步擴大了疲勞研究內容。近年來，由于電液伺服閉環控制疲勞試驗機的出現以及近代無損檢驗技術、現代化儀器儀表等新技術的采用，促進了金屬疲勞測試技術的發展。今后應著重各種不同條件(特別是接近服役條件)下金屬及其制件的疲勞測試技術的研究。

金屬疲勞試驗分類

試驗種類和判據 金屬疲勞試驗種類很多，有以下幾種分類。

• 高周疲勞
• 低周疲勞
• 熱疲勞
• 沖擊疲勞
• 腐蝕疲勞
• 接觸疲勞
• 聲致疲勞
• 真空疲勞
• 高溫疲勞
• 常溫疲勞
• 低溫疲勞
• 旋轉彎曲疲勞
• 平面彎曲疲勞
• 軸向加載疲勞
• 扭轉疲勞
• 復合應力疲勞

國內外金屬疲勞試驗方法標準

金屬疲勞試驗應根據金屬制件的服役（工作）條件來選擇適宜的疲勞試驗方法，測試條件要盡量接近服役條件。進行金屬疲勞試驗的目的在于測定金屬的疲勞強度（抗力），由于試驗條件不同，表征金屬疲勞強度的判據（指標）也不一樣。下面例舉的是國際和國內的一些金屬疲勞試驗的標準

• ISO 12108 金屬材料 疲勞試驗 疲勞裂紋擴展方法
• ISO 12107 金屬材料 疲勞試驗 統計方案和數據分析方法
• ISO 1352 鋼 扭應力疲勞試驗方法
• ISO 1143 金屬 旋轉彎曲疲勞試驗方法
• GB/T6398 金屬材料疲勞裂紋擴展速率試驗方法
• ASTM E2207-02 薄壁管應變控制軸向扭轉疲勞試驗方法
• ASTM E1949-03 粘貼金屬電阻應變片室溫疲勞壽命試驗方法
• ASTM E796-94 金屬箔延性試驗方法
• ASTM E739-91 線性或線性化應力-壽命（S-N）和應變-壽命（e-N）
• ASTM E647-05 疲勞裂紋擴展速率試驗方法
• ASTM E606-04 應變控制疲勞試驗方法
• ASTM E468-90 金屬材料恒幅疲勞試驗結果表示方法
• ASTM E466-96 金屬材料力控制恒幅軸向疲勞試驗方法
• ISO 12106 金屬材料–疲勞試驗–軸向應變控制方法
• ISO 1099 金屬材料–疲勞試驗–軸向力控制方法
• GB/T2107-1980金屬高溫旋轉彎曲疲勞試驗方法
• GB/T3075-1982金屬軸向疲勞試驗方法
• GB/T4337-1984金屬旋轉彎曲疲勞試驗方法
• GB/T6398-2000金屬材料疲勞裂紋擴展速率試驗方法
• GB/T7733-1987金屬旋轉彎曲腐蝕疲勞試驗方法
• GB/T10622-1989金屬材料滾動接觸疲勞試驗方法
• GB/T12347-1996鋼絲彎繩彎曲疲勞試驗方法
• GB/T12443-1990金屬扭應力疲勞試驗方法
• GB/T15248-1994金屬材料軸向等幅低循環疲勞試驗方法