国内外金属材料低周疲劳试验标准对比
国内外金属材料低周疲劳试验标准对比
《国内外金属材料低周疲劳试验标准对比》
一、引言
金属材料在工程领域中具有广泛的应用，而金属材料的疲劳性能一直是工程设计和材料研究的重要课题之一。低周疲劳是指在较低应力下进行的疲劳试验，对于金属材料的使用寿命和安全性具有重要意义。在国内外，针对金属材料低周疲劳性能的测试标准各有不同，本文将就国内外金属材料低周疲劳试验标准进行对比，以便于更全面地了解不同标准的优劣和适用范围。
二、国内金属材料低周疲劳试验标准概述
1. GB/T 3077-2015《合金结构钢技术条件》
GB/T 3077-2015是我国针对合金结构钢制定的技术条件标准，其中包括了对合金结构钢低周疲劳性能的测试方法和要求。该标准以静载荷下的疲劳极限为评定指标，适用于常见的合金结构钢材料，但对于特殊合金材料的测试要求较为局限。
2. GB/T 25972-2010《金属材料低周疲劳试验方法》
GB/T 25972-2010是我国金属材料低周疲劳试验方法的标准，对于金属材料在低周疲劳条件下的试验方法和评定要求做出了详细规定。该
标准涵盖了多种金属材料，但对于不同类型金属材料的测试方法和评
定标准并不具体化，适用范围相对较窄。
三、国外金属材料低周疲劳试验标准概述
1. ASTM E606-92《Standard Test Method for Strain-Controlled Fatigue Testing》
ASTM E606-92是美国材料和试验协会制定的一项低周疲劳试验标准，该标准以应变控制的疲劳试验为基础，着重于金属材料在低周疲劳条
件下的耐久性能测试。相较于国内标准，ASTM E606-92更为全面和
具体，对不同类型的金属材料和应变控制方式都有详细规定。
2. BS 3518-2018《Determination of low-cycle fatigue properties of metallic materials》
BS 3518-2018是英国标准协会发布的一项关于金属材料低周疲劳性
能测试的标准，覆盖了多种金属材料的低周疲劳性能测试方法和评定
标准。该标准与ASTM E606-92类似，但在一些测试方法和条件上略有差异。
四、对比分析与个人观点
通过对国内外金属材料低周疲劳试验标准的概述，可以发现国外标准
相对更为详细和具体，同时也更加突出对不同材料和应变控制方式的
适用性。相比之下，国内标准在具体化和适用范围上存在一定的不足，对于一些特殊合金材料和应变控制方式的测试要求并不明确。
个人观点认为，应该借鉴国外标准的具体化和适用性，对国内金属材
料低周疲劳试验标准进行修订和完善，以适应不同金属材料和实际工
程应用的需要。国内外标准之间也应加强交流与合作，共同推动金属
材料低周疲劳性能测试的国际化和标准化进程。
五、总结与回顾
本文对国内外金属材料低周疲劳试验标准进行了对比分析，并就个人
观点进行了阐述。通过全面评估国内外低周疲劳试验标准的优劣和适
用范围，可以更深入地理解金属材料低周疲劳性能的测试方法和标准
要求。也为我国相关标准的修订和完善提供了一定的参考和借鉴意义。
在未来的工作中，我将继续深入研究国内外金属材料低周疲劳试验标准，积极推动标准化工作的开展，为金属材料的疲劳性能测试和工程
应用提供更加可靠和具体的标准支持。
以上就是本文的全部内容，希望对您有所帮助。感谢您的阅读！金属
材料低周疲劳性能是指在受到较低应力水平影响下所进行的疲劳试验。
疲劳性能直接关系到材料的使用寿命和安全性，因此对金属材料低周疲劳性能的测试标准的制定和完善显得尤为重要。本文将进一步探讨国内外金属材料低周疲劳试验标准的差异和发展趋势。
国内金属材料低周疲劳试验标准存在的不足主要表现在具体化程度和适用范围方面。在金属材料的种类和应变控制方式上，国内标准并没有进行详细的规定，这导致在具体测试过程中存在一定的模糊性和不确定性。在特殊合金材料和应变控制方式的测试要求上也存在较大的局限性，这对于一些特殊工程应用的材料则显得不够适用。
相比之下，国外金属材料低周疲劳试验标准更为具体和详细。ASTM E606-92和BS 3518-2018都对不同类型的金属材料和应变控制方式都有详细规定，这样有助于提高测试的精确性和准确性。国外标准还着重于不同金属材料的适用性和特定工程应用的需求，这为实际工程设计提供了更加可靠的技术支持。
在未来的工作中，国内金属材料低周疲劳试验标准需要借鉴国外标准的具体化和适用性，对国内标准进行相应的修订和完善。在测试方法和评定要求上，需要更加具体化和细致化，以满足不同金属材料和工程应用的需要。国内外标准之间也应加强交流与合作，共同推动金属材料低周疲劳性能测试的国际化和标准化进程，为金属材料的工程应用提供更加可靠和具体的标准支持。
除了对国内外低周疲劳测试标准的对比分析，我们也需要关注金属材料低周疲劳性能测试技术的最新发展趋势。数字化和自动化技术在疲劳试验中的应用，以及新型材料的疲劳性能评定方法等都是当前研究的热点领域。这些新技术的应用将极大地提高疲劳试验的效率和可靠性，对于工程设计和材料研究都具有重要的价值。
国内外金属材料低周疲劳试验标准的不同之处提醒我们需要对国内标准进行改进，以适应不同金属材料和实际工程应用的需求。也需要密切关注新技术的发展，以推动金属材料低周疲劳性能测试的标准化和国际化进程。希望各方能够共同致力于推动金属材料低周疲劳性能测试技术的发展，为工程设计和材料研究提供更加可靠和具体的技术支持。
国内外金属材料低周疲劳试验标准对比
国内外金属材料低周疲劳试验标准对比 《国内外金属材料低周疲劳试验标准对比》 一、引言 金属材料在工程领域中具有广泛的应用，而金属材料的疲劳性能一直是工程设计和材料研究的重要课题之一。低周疲劳是指在较低应力下进行的疲劳试验，对于金属材料的使用寿命和安全性具有重要意义。在国内外，针对金属材料低周疲劳性能的测试标准各有不同，本文将就国内外金属材料低周疲劳试验标准进行对比，以便于更全面地了解不同标准的优劣和适用范围。 二、国内金属材料低周疲劳试验标准概述 1. GB/T 3077-2015《合金结构钢技术条件》 GB/T 3077-2015是我国针对合金结构钢制定的技术条件标准，其中包括了对合金结构钢低周疲劳性能的测试方法和要求。该标准以静载荷下的疲劳极限为评定指标，适用于常见的合金结构钢材料，但对于特殊合金材料的测试要求较为局限。 2. GB/T 25972-2010《金属材料低周疲劳试验方法》
GB/T 25972-2010是我国金属材料低周疲劳试验方法的标准，对于金属材料在低周疲劳条件下的试验方法和评定要求做出了详细规定。该 标准涵盖了多种金属材料，但对于不同类型金属材料的测试方法和评 定标准并不具体化，适用范围相对较窄。 三、国外金属材料低周疲劳试验标准概述 1. ASTM E606-92《Standard Test Method for Strain-Controlled Fatigue Testing》 ASTM E606-92是美国材料和试验协会制定的一项低周疲劳试验标准，该标准以应变控制的疲劳试验为基础，着重于金属材料在低周疲劳条 件下的耐久性能测试。相较于国内标准，ASTM E606-92更为全面和 具体，对不同类型的金属材料和应变控制方式都有详细规定。 2. BS 3518-2018《Determination of low-cycle fatigue properties of metallic materials》 BS 3518-2018是英国标准协会发布的一项关于金属材料低周疲劳性 能测试的标准，覆盖了多种金属材料的低周疲劳性能测试方法和评定 标准。该标准与ASTM E606-92类似，但在一些测试方法和条件上略有差异。 四、对比分析与个人观点
金属材料试验标准对照表
金属材料试验标准对照表 一、通用标准 ?GB/T1172-1999黑色金属硬度及强度换算值 ?GB/T2975-1998钢及钢产品力学性能试验取样位置及试验制备 ?GB/T10632-1989金属力学性能试验术语 二、金属拉伸、压缩、弯曲及扭转试验 ?GB/T228-2002金属材料室温拉伸试验方法 ?GB/T4338-1995金属材料高温拉伸试验 ?GB/T5027-1999金属薄板和薄带塑性应变比(r值)试验方法 ?GB/T5028-1999金属薄板和薄带拉伸应变硬化指数(n值)试验方法 ?GB/T7314-1987金属压缩试验方法 ?GB/T8358-1987钢丝绳破断拉伸试验方法 ?GB/T8653-1988金属杨氏模量、弦线模量、切线模量和泊松比试验方法（静态法） ?GB/T10128-1988金属室温扭转试验方法 ?GB/T13229-1991金属低温拉伸试验方法 ?GB/T14452-1993金属弯曲力学性能试验方法 ?GB/T17600.1-1998钢的伸长率换算第1部分：碳素钢和低合金钢 ?GB/T17600.2-1998钢的伸长率换算第2部分：奥氏体钢 三、金属硬度试验 ?GB/T230.1-2004金属洛氏硬度试验第1部分：试验方法 (A、B、C 、D 、E 、F 、G 、H 、K 、N 、T尺寸）?GB/T231.1-2002金属布氏硬度试验第1部分：试验方法 ?GB/T4340.1-1999-金属维氏硬度试验第1部分：试验方法 ?GB/T4341-2001金属肖氏硬度试验方法 ?GB/T17394-1998金属里氏硬度试验方法 ?GB/T18449.1-2001金属努氏硬度试验第1部分：试验方法 四、金属韧性试验 ?GB/T229-1994金属夏比缺口冲击试验方法
焊接结构疲劳设计四个标准的特点对比及应用建议
1焊接接头特有的疲劳属性 金属疲劳的研究，要回答“裂纹从何处萌生？”，而对焊接接头而言，它没有裂纹萌生过程，焊缝上“大于零的”的微裂纹总是有的，问题是观察的放大镜的倍数是否足够大。金属疲劳研究的另一个要回答的问题是，“裂纹沿着哪个方向扩展？”，对焊接接头而言，它的扩展模式是明确的，裂纹要么从焊趾沿板的厚度方向扩展，要么从焊根向焊喉方向扩展。与金属疲劳不同，焊接接头中有残余应力，但是，不论其大与小，也不论其分布如何复杂，它是自平衡的，与外载荷无关。 2疲劳评估时如何确定应力 一般使用有限元方法与焊接分级的方法相配合进行疲劳评估。 2.1名义应力法 BS 7608以材料力学范畴中的名义应力来描述与定义焊接接头S-N 曲线。对于不同的接头类型（如喇叭口焊缝和对接焊缝）、载荷形式（如小的循环张力或者弯曲），就需要用不同的疲劳S-N 曲线。BS 7608编入的设计曲线，对于给定焊接接头，严格说，当分级接头上的名义应力可以用材料力学教科书的内容计算时才可用。在分析现实焊件时，名义应力的定义是很难确定的。如果简单的名义应力的定义不能用来表达易出现疲劳位置的应力状态，那么，可靠的疲劳寿命设计或寿命预测就无法实现。 2.2热点应力法 由于在焊趾处这样容易出现疲劳的位置的应力很难确定，以及应力的严重网格敏感性，有人就假设认为临近焊趾处的存在一些特定的位置，在这些位置处可以用表面外推法获得焊趾处的热点应力。 由于缺乏同表面应力和外推应力的焊趾应力状态相关联的合理可靠的力学基础，这些方法只能作为一些经验主义的应力确定过程来看待。此外，在确定焊趾热点应力时用其它给定外推程序，一般也会遇到网格尺寸和单元类型敏感性问题。 2.3结构应力法 在焊接件的疲劳评估时，如何以一致的方式确定应力？ 多少年来，工程中的S-N 曲线一直采用名义应力表示（不可将它与用热点应力表示的 S-N 曲线混为一谈，比较而言，后者很难获得），其历史原因是，研究总是从简单问题开始，名义应力可以用材料力学的公式计算，或者用贴片的方法测试，对简单的焊接接头而言，名义应力是合适的，虽然人们知道疲劳破坏总是发生在在焊缝上，但是，如何在焊缝上获得那些应力，却是困难的。从名义应力到热点应力，人们一直没有停止对焊缝或焊根上的高度非线性应力的追求，但是，直到董平沙教授提出了结构应力的概念之后，以及2007 年美国ASME 标准中增加了董平沙教授发明的《网格不敏感的结构应力法及主S-N 曲线法》，这个问题才得以根本解决。 3 疲劳评估时如何选取S-N 曲线 使用有限元方法与焊接分级的方法相配合对焊接接头进行疲劳评估时，还必须面对怎样从众多的可能中选择S-N 曲线的这样一个课题。如果需要考虑到众所周之的重要参数，如接头几何，载荷形式，基座厚度，和连续体上的连续变量而不是一些不连续量时，在基于焊接分级方法的S-N 曲线中，理论上会存在一个内有无穷多数据的曲线族。在不能确定地给出这些参数对一个给定S-N 曲线的定量关系的影响时，设计出一条S-N 曲线的工作就只能依靠经验和主观判断了。S-N 曲线的选择过程就会因人而异，即使是接头类型类似，寿命预测也常会导致很大的差别。
金属材料的疲劳性能研究
金属材料的疲劳性能研究 1. 引言 金属材料是广泛应用于工程结构和设备制造领域的重要材料之一。然而，在长期使用和高强度工作环境下，金属材料容易出现 疲劳现象，导致失效和损坏。因此，研究金属材料的疲劳性能具 有重要意义。本文将探讨金属材料的疲劳现象、疲劳寿命预测方 法以及相关测试技术。 2. 金属材料的疲劳现象 金属材料在受到重复加载和应力循环时，会逐渐失去耐久性能，最终导致失效。这种失效称为疲劳。疲劳失效可以分为低周疲劳 和高周疲劳两种。低周疲劳主要发生在高载荷和应力幅值的情况下，常常引起严重的断裂。高周疲劳则发生在载荷频率较高、应 力幅值相对较小的情况下，其失效通常表现为表面裂纹的扩展。 3. 疲劳寿命预测方法 为了评估金属材料在实际使用中的疲劳寿命，科学家们开发了 多种疲劳寿命预测方法。其中最常用和有效的方法是基于应力幅 与寿命的S-N曲线法。这种方法通过实验测定金属材料的疲劳寿 命数据，建立应力幅与寿命之间的关系曲线，从而预测材料在特 定应力水平下的寿命。
此外，还有一些基于裂纹扩展机理的疲劳寿命预测方法，如裂纹扩展生长率法和残余寿命模型。这些方法基于裂纹的扩展速率来评估疲劳寿命，能够更加精确地预测金属材料的寿命。 4. 金属材料疲劳性能测试技术 为了获得金属材料的疲劳性能数据，人们开发了各种测试技术和试验设备。最常用的测试方法是疲劳试验。疲劳试验通常采用标准试样，通过对试样进行循环加载和应力幅变化，从而模拟真实使用条件下的疲劳状态。 疲劳试验可以分为拉伸疲劳试验、弯曲疲劳试验、扭转疲劳试验等。这些试验方法能够精确测定金属材料的疲劳强度、疲劳寿命和裂纹扩展速率。 此外，还有一些先进的非破坏性测试方法用于评估金属材料的疲劳性能，如超声波检测、红外热成像等。这些方法可以检测材料中的裂纹、缺陷和应变分布，为疲劳性能研究提供了有力的辅助手段。 5. 结论 金属材料的疲劳性能研究对于确保工程结构和设备的安全和可靠性至关重要。本文讨论了金属材料的疲劳现象、疲劳寿命预测方法以及相关测试技术。通过了解和研究金属材料的疲劳性能，
国内外疲劳寿命分析技术综述
国内外疲劳寿命分析技术综述 【摘要】因疲劳而引发的机械零件破坏约占80%，因此疲劳破坏的问题得到了国内外的极大关注，其中疲劳寿命的预测尤其重要，本文简单探讨国内外关于疲劳现象的系统研究。 【关键词】疲劳寿命；研究 美国试验与材料协会（ASTM）在“疲劳试验及数据统计分析之有关术语的标准定义”（ASTM E206-72）中给出疲劳的定义：在某点或某些点承受扰动应力，且在足够多的循环扰动作用之后形成裂纹或完全断裂的材料中所发生的局部永久结构变化的发展过程，称为疲劳。1964年，日内瓦的国际标准化组织在《金属疲劳试验的一般原理》中给疲劳下了一个描述性的定义：金属材料在应力或应变的反复作用下所发生的性能变化叫做疲劳。据统计，机械零件破坏的80%由疲劳引起的，特别是随着机械零件向大型、复杂化和高温、高速使用环境的方向发展，大量的随机因素增加，疲劳破坏更是层出不穷，因此关于疲劳破坏问题的研究得到了极大的关注，其中疲劳寿命的预测尤为重要。 1847年，德国人W?hler用旋转疲劳试验机首先对疲劳现象进行了系统研究，提出S-N曲线及疲劳极限的概念，奠定了疲劳破坏的经典强度理论基础。1874年，W. Gerber等研究平均应力的影响，画出相应的疲劳极限线图—Gerber抛物线。1929年，英国人Haigh发表了高强度钢与低碳钢有不同的缺口敏感性的论文，他所采用的缺口应变分析及“残余应力”的概念，被后人加以补充和发展。1930年，英国人Goodman简化了疲劳极限图，即用直线将纵轴上的对称循环疲劳极限点和横轴上的强度极限点连接，以此来替代Gerber抛物线；由于Goodman的疲劳极限图相对简单，所以至今仍在常规疲劳强度设计中被广泛使用。20世纪20-30年代人们已经开始研究疲劳机理，把疲劳过程划分为裂纹萌生、裂纹扩展及断裂三个阶段。1945年，M. A. Miner（US）提出了损伤与循环次数成线性关系即Palmgren-Miner线性累积损伤准则。 1953年，澳大利亚人赫德提出了疲劳裂纹扩展理论，但未经过实验验证。1957年，美国人欧文研究了中心裂纹板在垂直于裂纹方向上受拉伸的情况，基于裂纹尖端附近的弹性力学应力分析，欧文把裂纹长度的平方根与应力的乘积定义为应力强度因子。由此，应力强度因子成为了描述材料在裂纹尖端受力程度的一个重要参量。并根据应力强度因子存在一临界值，当达到或大于此临界值时，裂纹发生失稳扩展的现象，定义此临界值为断裂韧性，从而确定了断裂力学的断裂准则。1957年，美国人Paris指出，在循环载荷作用下，裂纹尖端处的应力强度因子的变化幅度是控制构件疲劳裂纹扩展速率的基本参量，Paris并于1963年提出了疲劳裂纹扩展速度的指数幂定律（Paris定律）。1968年由日本的Matsuishi M和Endo T 认为塑性的存在是造成疲劳损伤的必要条件，这种塑性性质由应力—应变迟滞回线表现出来，而一个大的应力—应变循环对材料造成的损伤，不受小的循环的影响，基于此他们提出了雨流计数法。
金属低周热疲劳试验方法 标准
金属低周热疲劳试验方法标准 金属低周热疲劳试验方法标准 一、引言 1. 金属材料在高温下易发生热疲劳现象，因而对金属材料的低周热疲 劳性能进行评价非常重要。而评价的方法就是通过热疲劳试验来进行。 2. 金属低周热疲劳试验方法标准对于确保金属材料的高温使用安全至 关重要，因此标准的制定和遵守不容忽视。 二、什么是金属低周热疲劳试验方法标准 3. 金属低周热疲劳试验方法标准是一套规范，用于规定金属材料在热 膨胀和收缩的条件下进行试验以评估其热疲劳性能的方法。 4. 这些标准涵盖了试验样品的准备、加载方式、试验环境、试验过程、试验结果评定等内容，旨在确保试验的可重复性和有效性。 三、金属低周热疲劳试验方法标准的意义 5. 金属低周热疲劳试验方法标准的制定可以帮助工程师和研究人员在 设计和使用金属材料时更好地了解其在高温下的性能表现。 6. 合理的试验方法标准可以提高试验的准确性和可比性，为工程实践 提供可靠的参考依据。
四、金属低周热疲劳试验方法标准的分类 7. 目前，国际上的金属低周热疲劳试验方法标准主要分为两类，一类是基于高温蠕变试验的方法标准，另一类是基于高温振动试验的方法标准。 8. 这两种方法标准都有各自的特点和适用范围，工程师和研究人员需要根据具体情况选择合适的试验方法标准。 五、金属低周热疲劳试验方法标准的实施 9. 实施金属低周热疲劳试验方法标准需要严格按照标准规定的试验条件和程序进行，并且需要保证试验设备的精度和稳定性。 10. 对试验结果的评定也需要按照标准的要求进行，才能得到可靠的试验数据和评价结果。 六、个人观点和理解 11. 在实际工作中，我认为金属低周热疲劳试验方法标准的制定和实施对于确保金属材料在高温环境下的安全可靠运行至关重要。 12. 合理的试验方法标准可以帮助工程师更好地选用材料、设计结构，并且可以为新材料的研发提供重要参考。 七、总结 13. 金属低周热疲劳试验方法标准的制定和实施对于金属材料的高温使用具有重要意义，需要得到工程师和研究人员的高度重视和遵守。14. 对于试验方法标准的选择和实施需要谨慎并且严格按照标准要求执
金属材料室温拉伸试验国内外标准比较
金属材料室温拉伸试验国内外标准比较 金属材料室温拉伸试验国内外标准比较 一、引言 金属材料的室温拉伸试验是评价材料力学性能的重要手段之一。在国 内外，对于金属材料室温拉伸试验的标准化工作一直备受关注。本文 将对国内外金属材料室温拉伸试验的标准进行比较，以期能够深入了 解各个国家在这一领域的标准制定和实施情况。 二、国内金属材料室温拉伸试验标准 在国内，金属材料室温拉伸试验的标准主要由国家标准化管理委员会 发布。目前，我国实施的金属材料室温拉伸试验国家标准包括 GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》、GB/T7314-2005《铝合金室温拉伸试验方法》等。其中，GB/T228-2002是我国金属 材料室温拉伸试验的基本标准，适用于所有金属材料的室温拉伸试验。 在GB/T228-2002标准中，对于试验样品的制备、试验设备的要求、试验方法的步骤等都有详细的规定。试验过程中，需要测定材料的屈 服强度、抗拉强度、断后伸长率等力学性能指标，以评价材料的拉伸 性能。
三、国外金属材料室温拉伸试验标准 在国际上，金属材料室温拉伸试验的标准也备受重视。美国材料与试验协会（ASTM）制定了许多金属材料室温拉伸试验的标准，如ASTM E8M-04《金属材料室温拉伸试验方法》等。欧洲标准化委员会（CEN）和国际标准化组织（ISO）也发布了一系列相关的标准，如EN 10002-1:2001《金属材料拉伸试验》、ISO 6892-1:2016《金属材料室温拉伸试验》等。 与国内标准相比，国外的金属材料室温拉伸试验标准在试验方法、试样制备、试验设备要求等方面有所不同。ASTM E8M-04标准对试验设备的精密度和准确度有更为严格的要求，以确保试验数据的可靠性和精准度。ISO 6892-1:2016标准对试验样品的尺寸和形状也做出了详细的规定，以保证试验结果的可比性和准确性。 四、国内外标准比较及个人观点 通过对国内外金属材料室温拉伸试验标准的比较，可以发现它们在试验方法、试验设备要求、试样制备等方面存在一定的差异。国外标准更为注重试验设备的精密度和准确度，以确保试验数据的可靠性；而国内标准更侧重于试验方法的规范和操作流程的细致。 在我的看来，国内外金属材料室温拉伸试验标准各有其优势。国外标准强调试验设备的精密度和准确度，能够提供更为可靠和准确的试验数据；而国内标准对试验方法的规范和操作流程的细致要求，能够保
国内外金属材料低周疲劳试验标准对比
国内外金属材料低周疲劳试验标准对比 火电机组启停或负荷变化引起交变热应力和机械应力，金属部件在交变应力循环作用下将产生疲劳损伤。金属部件的疲劳损伤是一种累积过程，随着运行时间的增长及机组启停次数的增多，可能由于裂纹的萌生和扩展而导致部件最终失效。机组重要部件（如汽包、转子等）失效将造成严重后果。因此，对于运行时间较长尤其是超过设计寿命的机组，进行金属部件的寿命评估十分必要。材料疲劳曲线表征疲劳寿命与循环应变或应力之间的关系，是进行疲劳寿命评估的基本依据。材料疲劳曲线通常通过疲劳试验确定，也可以根据材料的常规拉伸机械性能进行推算。但是由于疲劳试验周期长，费用高，而且对于在役部件一般无法取样进行试验，因此，采用计算方法确定材料疲劳曲线在工程中具有重大意义。 1多轴疲劳 多轴疲劳是指多轴应力或应变作用下的疲劳破坏，在加载过程中有两个或三个主应力（或主应变）分量独立地随时间发生周期性变化，根据加载时主应力（或主应变）方向的变化又可分为比例加载与非比例加载.相对于单轴疲劳而言，非比例加载下的多轴疲劳会使材料内部的应力和应变主轴不断旋转，开动更多的滑移系，导致疲劳裂纹在不同的方向、不同的平面内形成，一些材料在此期间会出现非比例循环附加强化效应，因此多轴疲劳问题相对来说更加复杂.目前单轴与多轴疲劳理论的区别主要反映在以下几个方面：（1）材料循环塑性模型单轴本构关系如Ramberg-Osgood方程不能直接应用于多轴荷载情况，为了精确预测材料在多轴非比例加载下的疲劳寿命就需要综合考虑多轴状态下的非比例强化、等效强化、随动强化等现象.（2）损伤模型传统的S-N法或ε-N法只是针对单轴或多轴比例加载情况，而多轴非比例加载时主应力（或主应变）轴的变化会使裂纹萌生面方向发生变化，而使传统的疲劳寿命模型对此类问题失效.（3）循环计
金属材料疲劳研究综述
金属材料疲劳研究综述 摘要：人会疲劳，金属也会疲劳吗?早在100多年前，人们就发现了金属也是会疲劳的，并且发现了金属疲劳带给人们各个方面的危害，所以研究金属材料的疲劳是非常有必要的。本文主要讲述了国内外关于金属疲劳的研究进展，概述了金属产生疲劳的原因及影响因素，以及金属材料疲劳的试验方法。 关键词：金属材料疲劳裂纹疲劳寿命 一．引言 金属疲劳的概念,最早是由J．V．Poncelet 于1830 年在巴黎大学讲演时采用的。当时，“疲劳”一词被用来描述在周期拉压加载下材料强度的衰退。引述美国试验与材料协会( ASTM) 在“疲劳试验及数据统计分析之有关术语的标准定义"( EZ06—72）中所作的定义：在某点或某些点承受挠动应力，且在足够多的循环挠动作用之后形成裂纹或完全断裂时,材料中所发生的局部永久结构变化的发展过程,称为“疲劳”。金属疲劳是指材料、零构件在循环应力或循环应变作用下，在一处或几处逐渐产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。在材料结构受到多次重复变化的载荷作用后，应力值虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏,这种在交变载荷重复作用下材料和结构的破坏现象，就叫做金属的疲劳破坏。据统计金属材料失效80%是由于疲劳引起的，且表现为突然断裂，无论材料为韧性材料还是塑性材料都表现为突然断裂,危害极大，所以研究金属的疲劳是非
常有必要的. 由于金属材料的疲劳一般难以发现,因此常常造成突然的事故。早在100多年以前，人们就发现了金属疲劳给各个方面带来的损害.由于但是条件的限制，还不能查明疲劳破坏的原因。在第二次世界大战期间，美国的5000艘货船共发生1000多次破坏事故，有238艘完全报废,其中大部分要归咎于金属的疲劳。2002 年5 月，华航一架波音747-200 型客机在由台湾中正机场飞往香港机场途中空中解体，19 名机组人员及206名乘客全部遇难.调查发现，飞机后部的金属疲劳裂纹造成机体在空中解体，是导致此次空难的根本原因。直到出现了电子显微镜之后，人类在揭开金属疲劳秘密的道路上不断取得了新的成果，才开发出一些发现和消除金属疲劳的手段。 二．金属疲劳的有关进展 1839年巴黎大学教授在讲课中首先使用了“金属疲劳”的概念.1850一1860年德国工程师提出了应力-寿命图和疲劳极限的概念.1870一1890年间，Gerber研究了平均应力对疲劳寿命的影响.Goodman提出了考虑平均应力影响的简单理论。1920年Griffith 发表了关于脆性材料断裂的理论和试验结果。发现玻璃的强度取决于所包含的微裂纹长度，Griffith理论的出现标志着断裂力学的开端.1945年Miner用公式表达出线性积累损伤理论。五十年代，力学理论上对提出应力强度因子K的概念。六十年代，Manson—Coffin公式概括了塑性应变幅值和疲劳寿命之间的关系.Paris在1963年提出疲劳裂纹扩展速率da／dN和应力强度因子幅值∆k之间的关系。1974
ASTM测试标准：金属疲劳与断裂标准一览
ASTM美国材料实验协会(American Society of Testing Materials )前身是国际材料试验协会（International Association for Testing Materials, IATM）。 19世纪80年代，为解决采购商与供货商在购销工业材料过程中产生的意见和分歧，有人提出建立技术委员会制度，由技术委员会组织各方面的代表参加技术座谈会，讨论解决有关材料规范、试验程序等方面的争议问题。 ASTM是美国最老、最大的非盈利性的标准学术团体之一。经过一个世纪的发展，ASTM现有33669个（个人和团体）会员，其中有22396个主要委员会会员在其各个委员会中担任技术专家工作。ASTM的技术委员会下共设有2004个技术分委员会。有105817个单位参加了ASTM标准的制定工作，主要任务是制定材料、产品、系统、和服务等领域的特性和性能标准，试验方法和程序标准，促进有关知识的发展和推广。 下面是金属疲劳与断裂标准一览： B645-02 铝合金的平面应变断裂韧性试验 Standard Practice for Plane-Strain Fracture Toughness Testing of Aluminum Alloys B646-04 铝合金断裂韧性试验 Standard Practice for Fracture Toughness Testing of Aluminum Alloys E6-03 有关力学试验方法的标准术语 Standard Terminology Relating to Methods of Mechanical Testing E23-02a 金属材料切口试棒的冲击试验方法 Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials
不同环境对2D70铝合金低周疲劳性能的影响研究
不同环境对2D70铝合金低周疲劳性能的 影响研究 作者：施翔晶马华 来源：《新材料产业》 2012年第6期 文/施翔晶马华洪都航空工业集团 循环应力和低周疲劳寿命都是材料疲劳损伤的关键指标。循环应力表征的是材料在循环载 荷下抵抗变形的能力。大多数飞机构件由于拐角、圆孔、沟槽等的存在都会存在应力集中现象，当构件承受循环应力载荷时，虽然构件总体处于弹性范围内，但局部已进入弹塑性状态，即已 处于循环应变的疲劳过程中。这类服役条件下的构件疲劳寿命一般小于105周次，称为低周疲劳，又由于低周疲劳断裂时应力水平往往较高，低周疲劳也称高应力疲劳或者应变疲劳。衡量 材料抗低周疲劳特性的指标主要有低周疲劳极限和低周疲劳寿命，二者统称材料的低周疲劳性能。低周疲劳极限，是指材料所承受应力低于该应力极限值时其理论循环次数可为无限次；低 周疲劳寿命，即构件破坏前能承受应力循环的次数。 通常情况下，是依据实验室空气环境下材料的低周疲劳性能数据来估算飞机零部件的疲劳 寿命。然而，飞机构件在服役期内会受到工业废气、潮湿天气等的腐蚀，尤其是与发动机距离 较近的结构，实际所处环境与实验室是不同的[1]。所以，研究不同环境尤其是对金属疲劳寿命影响较大的腐蚀性环境对金属材料低周疲劳行为的影响规律和机理，对更为准确地预测飞机零 部件低周疲劳寿命至关重要，这对飞机结构的安全性和耐久性设计具有非常深远的现实意义。 2D70铝合金是航空工业重要的难变形材料，是可热处理强化的铝钼镁铁镍（Al-Cu-Mg-Fe-Ni）系铝合金。该合金具有良好的铸造性能，在冷、热状态下均具有较高的塑性，半成品齐全，主要有预拉伸厚板、棒材、型材、管材、自由锻件和模锻件等，因而可制造出形状各异、尺寸 齐全的飞机零部件，在航空领域应用极为广泛。目前国内外对2D70铝合金力学性能的研究，集中在拉伸性能[2-3]、持久蠕变性能以及应力腐蚀敏感性[4]方面，对2D70铝合金在腐蚀环境中的疲劳性能没有报道，对其他金属材料在腐蚀环境的疲劳性能研究也很少，仅限于湿空气、盐 雾环境对疲劳裂纹扩展的影响[5]，硫化氢环境疲劳试验的自动测控系统研制[6-7]，腐蚀装置 的设计等。本文通过在空气、湿空气、盐雾及盐雾+二氧化硫（S O2）4种环境中对2D70铝合 金进行低周疲劳试验，探讨了金属材料在腐蚀环境下的低周疲劳试验方法，并研究了不同环境 对2D70铝合金低周疲劳性能的影响。同时，通过对断口的放大图像进行对比分析，对腐蚀性大气环境对低周疲劳的影响作用机理予以探讨。 具体试验参照GB/T15248-1994、ASTM B117-85及相关资料[8]进行，在实验室空气、湿空 气﹝相对湿度（R H）≥90%﹞、3.5%的氯化钠（N a C l）盐雾和3.5%NaCl盐雾+SO2这4种环 境中对2D70铝合金进行低周疲劳试验。 2D70铝合金板厚40m m，热处理状态为T6态，性能参数见表1。
金属疲劳寿命的研究现状
金属疲劳寿命的研究现状 The Researching Progress about Fatigue Life of Metal Materi 摘要：金属材料的疲劳不易被发现，且影响疲劳寿命的因素很多目前预测方法主要有:名义应力法,局部应力应变法,断裂力学法等。简述了当前国内外在这方面的研究进展,以及疲劳寿命预测在结构寿命设计及损伤容限设计上的重要意义。 关键词：金属材料疲劳寿命寿命预测 Abstract：It is not easy to find the metal material fatigue life. And there are many objectives affect the metal material fatigue life Nowdays,the prediction methods are nominal stress method,local stress-strain method, fracture force mechanics method,etc.This paper introduced the recent researching progress in the world,and introduced the important significance of fatigue life prediction in structure life design and damage limitation design. Key words: metal material; fatigue life; Life prediction 一．引言 随着人们生活水平的日益提高,金属也越来越广泛地应用于各行各业,因而金属的疲劳性能也越来越被人们关注。什么是金属的疲劳?这里引用美国试验与材料协会(ASTM)在“疲劳试验及数据统计分析之有关术语的标准定义”(ASTM E206-72)中所作的定义:在某点或某些点承受扰动应力,且在足够多的循环扰动作用之后形成裂纹或完全断裂的材料中所发生的局部的、永久结构变化的发展过程,称为疲劳 由于金属材料的疲劳一般难以发现，因此常常造成突然的事故。早在100多年以前，人们就发现了金属疲劳给各个方面带来的损害。但由于技术的落后，还不能查明疲劳破坏的原因。在第二次世界大战期间，美国的5000艘货船共发生1000多次破坏事故，有238艘完全报废，其中大部分要归咎于金属的疲劳。直到出现了电子显微镜之后，人类在揭开金属疲劳秘密的道路上不断取得了新的成果，才开发出一些发现和消除金属疲劳的手段。 二．疲劳寿命的有关研究
GB与ASTM金属材料拉伸试验方法对比
GB与ASTM金属材料拉伸试验方法对比 1.1 拉伸试样的制作 对于拉伸试样的尺寸以及试样的取样位置，国标与ASTM E8/E8M还是存在较多差别的。 GB228金属材料拉伸试验试件制作通常根据产品的特点，将平行长度段试件按截面形状分为矩形、圆形和异形（例如：多边形及管形）三类。 表1 GB228拉伸试样取样标准 厚度为0.1mm～3 mm的薄板和薄带的拉伸试样采用全截面矩形试样，可采用比例试样和非比例试样，比例试样又可分为短比例试样（k=5.65）和长比例试样（K=11.3），二者都可使用的条件下应优先使用短比例试样。对于宽度等于或小于20mm的金属制品，试样宽度可以相同于产品宽度。对于宽度大于20mm的金属制品，其拉伸试样的宽度应机加工宽度为10mm、12.5mm、15mm、20mm（非比例试样为12.5mm、20mm）等6种不同的尺寸规格。 厚度大于或等于3mm的板材和扁材及直径和厚度大于或等于4mm的线材、棒材和型材的拉伸试样可采用矩形和圆形截面，可采用比例试样和非比例试样，比例试样又可分为短比例试样（k=5.65）和长比例试样（K=11.3），二者都可使用的条件下应，优先使用短比例试样（见GB/T 228附录B）。通常情况下金属材料拉伸试样采用全截面试样，当直径或厚度大于25mm而试验设备能力不足时，可进行机加工减薄成比例试样，矩形截面试样推荐宽厚比不超过8：1；圆形截面试样其平行长度的直径不应小于3 mm。 直径和厚度小于4mm的线材、棒材和型材的拉伸试样采用不经机加工全截面矩形非比例试样。 ASTM E8/E8M和A370标准中均要求尽可能的采用全厚度或全截面试样，规定了3种矩形截面试样和5种圆形截面试样供选择使用。 矩形截面试样均为板材拉伸试样，适用于薄板、带材、扁线材和板材。其与GB/228中的矩形试样相比zui大的特点是尺寸规格较少，只有3种且是定标距试样，无比例和非比例试样之说。其宽度为40 mm的试样适应于厚度≥5 mm的板材，宽度为12.5 mm的试样适应于厚度≤19 mm的板材，宽带为6 mm的试样适应于厚度≤6 mm的板材。E8和A370中没有规定板材试样适用产品的厚度上限，但标准中矩形试样均为金属制品的全厚度试样，因此如产品无特别指出，可根据试验机的能力来确定板材试样的zui大厚度。宽度为40 mm
疲劳试验相关标准信息
疲劳试验相关标准信息 疲劳强度是指材料在无限屡次交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力，称为疲劳强度或疲劳极限。实际上，金属材料并不可能作无限屡次交变载荷试验。科标无机实验室专业提供检测指标：弹性指标、硬度指标、强度指标、塑性指标、韧性指标、疲劳性能、断裂韧度。〔001〕〔15.05.19〕 检测标准： CB/Z 264-1998 金属材料低周疲劳外表裂纹扩展速率试验方法 CB/Z 351-1995 舰船材料低循环疲劳试验数据统计分析方法 CB/T 4284-2013 船用柴油机受热件热疲劳通用试验方法 DB35/T 1150-2011 土方机械驱动桥桥壳扭转疲劳试验方法 DL/T 1435-2015 速差式防坠器疲劳试验装置技术要求 GB/T 10062.2-2003 锥齿轮承载能力计算方法第2局部：齿面接触疲劳〔点蚀〕强度计算 GB/T 11545-2008 带传动汽车工业用V带疲劳试验 GB/T 12347-2008 钢丝绳弯曲疲劳试验方法 GB/T 12443-2007 金属材料扭应力疲劳试验方法 GB/T 12735-2014 带传动农业机械用V带疲劳试验 GB/T 13682-1992 螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法 GB/T 14229-1993 齿轮接触疲劳强度试验方法 GB/T 14230-1993 齿轮弯曲疲劳强度试验方法 GB/T 14562-1999 V带疲劳试验方法有扭矩法 GB/T 14785-2008 农林拖拉机和机械车轮侧向负载疲劳试验方法 GB/T 14786-2008 农林拖拉机和机械驱动车轮扭转疲劳试验方法 GB/T 15248-2008 金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法 GB/T 15328-2009 普通V带疲劳试验方法无扭矩法 GB/T 15584-1995 硫化橡胶在屈挠试验中温升和耐疲劳性能的测定第一局部:根本原理 GB/T 15824-2008 热作模具钢热疲劳试验方法 GB/T 16779-2008 纤维增强塑料层合板拉-拉疲劳性能试验方法