材料疲劳测试

材料疲劳测试是评估材料或结构在循环载荷（如拉伸、压缩、弯曲、扭转等）作用下抵抗疲劳破坏能力的关键实验，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械工程等领域。

以下从测试原理、常见方法、标准规范及应用场景等方面进行详细介绍：

检测项目

疲劳寿命（Nf）：循环次数≥1×106次

疲劳极限（σ-1）：应力比R=-1条件下的临界应力值

裂纹扩展速率（da/dN）：阈值ΔKth≥3 MPa·√m

应变控制疲劳：应变幅εa范围0.1%-2.0%

残余应力分布：X射线衍射法测量精度±20 MPa

检测范围

金属结构材料：铝合金（AA2024-T3）、钛合金（Ti-6Al-4V）

高分子聚合物：聚碳酸酯（PC）、聚醚醚酮（PEEK）

复合材料体系：碳纤维/环氧树脂（CFRP）、玻璃纤维增强塑料（GFRP）

机械零部件：齿轮齿根、轴承滚道表面

航空航天部件：发动机叶片、起落架承力结构

检测方法

轴向疲劳测试：ASTM E466 / GB/T 3075-2021

旋转弯曲试验：ISO 1143:2020 / GB/T 4337-2015

断裂力学分析：ASTM E647-2022 / ISO 12108:2018

热机械疲劳：ISO 12111:2011 / GB/T 38822-2020

多轴加载试验：ASTM E2207-2021 / ISO 1352:2023

检测设备

Instron 8802液压伺服疲劳试验机：±250kN动态载荷，100Hz频率响应

MTS Landmark电液伺服试验系统：多轴协调加载，环境箱温度范围-70℃~350℃

Zwick Roell HB100旋转弯曲试验机：转速3000rpm，试样直径φ6~10mm

Bruker D8 DISCOVER X射线应力分析仪：Cr-Kα辐射源，空间分辨率50μm

Olympus Omniscan MX2超声探伤仪：128晶片相控阵探头，缺陷检出率≥Φ0.5mm