材料拉伸试验郑州大学力学试验中心.pptx

材料疲劳实验郑州大学力学实验中心材料拉伸试验材料拉伸试验该试验为材料疲劳性能基本试验，通过试验可以测定材料的应力-疲劳（S-N)曲线，或测定材料的条件持久极限，使学生了解国标规定的疲劳实验方法，熟悉疲劳试验机的操作。通过试验还可以巩固材料力学关于材料疲劳现象理论的理解。一一 、试验目的、试验目的1.熟悉测定材料S-N曲线的成组试验法和测定条件持久极限的升降法，了解纯弯、拉压、弯扭等不同类型疲劳试验机的工作原理与操作方法；2.在有限时间内观察疲劳试验过程，并观察已破坏疲劳试样的断口形貌特征，了解疲劳裂纹扩展规律；3.掌握国标规定的疲劳试验方法。二、二、试验设备试验设备1拉压疲劳试验机或纯弯疲劳试验机或扭转疲劳试验机2游标卡尺微机控制高频拉压疲劳试验机微机控制高频扭转疲劳试验机三三 、试验原理、试验原理金属材料在交变应力长期作用下，即使应力水平远低于材料的屈服强度，也会发生突然断裂破坏，这种现象称为疲劳。疲劳破坏一般无明显征兆，难以检测与预防，会造成巨大的经济损失与严重安全事故，飞机失事的原因就多数是因其零部件的疲劳破坏引起的。研究材料的疲劳性能，对于结构的疲劳设计是十分重要的。疲劳试验一般要研究材料的应力-寿命曲线（即SN曲线）和材料的条件持久极限r(N)。1.循环特性与指定寿命循环特性r是表示在一个应力循环中应力交替变化程度的参数，定义为最小应力与最大应力之比。r=-1，为对称循环其他为非对称循环。材料的疲劳试验是针对一定循环特性进行的。疲劳试验不可能无休止进行下去，需要指定一个循环次数（如107）作为判定材料是否疲劳破坏的依据，称为指定寿命。2.条件疲劳极限的测定在一定循环特性下测定材料条件疲劳极限用升降法，需要13根以上试样。在预估疲劳极限附近取一应力幅增量S进行试验，在指定寿命以内破坏为“破坏”，超过指定寿命仍未破坏为“通过”。破坏时，下一试样的应力水平降低，通过时，下一试样的应力水平增，如此做完全部试样，绘出升降图。保留第一次出现相反结果以后的数据作为有效数据，计算平均值即为条件疲劳极限。（111）其中：m-有效数据总数，n-有效应力水平级数，i-第i级应力下数据数，i-第i级应力。3.S-NS-N曲线的测定在一定循环特性r下的S-N曲线测定，用成组法。一般分4-5级应力水平，以升降法测得的r(N)作为S-N曲线的最低应力水平点，其他应力水平每组需5根试样左右,测定其疲劳寿命。由试验结果可得到不同存活率下的S-N曲线。成组法测S-N曲线107106成组法数据升降法失效升降法通过105疲劳寿命N(次)490441392343四、四、实验步骤实验步骤一、开机操作1.合上电源总开关，并检查确保水泵电机空气开关闭合。2.开启计算机，启动网络版疲劳测控程序，注册登陆进入测试程序。3.开启伺服控制器电源，设备预热15分钟。4.开通泵站控制柜电源并启动泵站，启动后严禁退出测控程序。二、试验操作1根据试验需要调整系统工作压力，以便节约能源。2装夹试件，一般先操作活动尾架端较为方便。3设定好保护参数及试验参数，启动试验。5试验结停止后先卸掉载荷，切换到角位移控制方式下卸除试件。三、关机操作1卸掉载荷，并在角位移控制方式下卸除试件，停泵。2完成实验，提交主要实验数据后退出疲劳测控程序。3关闭伺服控制器电源，再关闭计算机。4关闭电源总开关。四、注意事项1必须严格遵守以上操作顺序，当遇有紧急情况时，迅速按下急停开关！2必须清楚每一个操作的结果与前提条件，严禁盲目操作！3禁止设置计算机屏幕保护、关闭监视器、关闭硬盘、进入休眠及系统待机等；在运行疲劳测控程序期间，严禁运行其它程序！五、实验结果处理五、实验结果处理结果可用列表法和图示法两种方法表示，用表格列出试验结果，绘出S-N曲线图