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1、实验六疲劳试验（示范）一、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（ A ）纯弯曲疲劳试验机示意图（ B
2、）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 8 13 根材料和尺寸均相同的光滑小试件，直径为 d=6 lOmm ，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 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，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
3、试件能承107 循环所对应的最大应力maX 值作为疲劳极限 -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的转轴，用百分表在试件上测得的径向跳动量应不大于 0.03mm 。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 lmax =0.6 而砝码重量1二 0.6 bd3/16
4、a。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P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 lmax 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 -1，就是材料的疲劳极限。六、注意事项1、 开动试验机使试件旋转后，再无冲击地施加载荷。2、 加载完毕应立即记录计数器的初读数。3、 本实验所需时间太长，一般只作示范（演示）实验，了解实验方法，观察疲劳破坏现象及断口特征。
试验六疲劳试验示范
