金属疲劳试验

疲劳破坏常常没有明显塑性变形，零件在远低于抗拉强度的循环载荷下也可能突然断裂。疲劳试验要回答的不是“能承受多大一次载荷”，而是“在某个应力水平下能循环多少次”。

表面划痕、夹杂、焊接缺陷和应力集中，都会成为裂纹起点。试样和实际零件的表面状态越接近，试验结果越有参考价值。

先选加载方式，再定应力水平

轴向拉压适合模拟杆件、螺栓和结构件受力，旋转弯曲适合轴类零件。加载方式、应力比、频率和循环基数必须根据用途和标准确定。

表面状态可能比材料牌号更关键

抛光试样和带加工刀痕的试样，疲劳寿命可能相差很大。实际零件还要考虑倒角、螺纹、键槽、喷丸和腐蚀环境，试验件不能只在形状上“差不多”。

频率过高可能引起试样发热，频率过低又会让试验时间不可接受。环境温度、湿度、腐蚀介质和夹持同心度都应在报告中写明。

没有断的试样不是无效数据

达到规定循环次数仍未断裂，应按“越出”或未失效点处理，参与 S-N 曲线分析。把所有未断试样丢掉，会系统性高估材料疲劳风险。

什么时候会用到

• 轴类、弹簧和传动件材料选型
• 焊接接头及表面强化工艺比较
• 零部件轻量化或替代材料验证
• 疲劳断裂件的寿命与应力判断
• 新产品耐久性试验方案设计

流程与周期

1. 明确加载方式、应力比、频率、循环基数和环境条件
2. 设计试样形状与表面状态，保留材料方向信息
3. 校准试验机和夹具，检查同轴度或弯矩控制
4. 按预定应力水平运行，记录循环次数和失效状态
5. 整理 S-N 数据、断口特征及未失效点并出具报告

单个应力水平验证视循环基数而定，常见为 7-15 个工作日；完整 S-N 曲线需要多组试样，周期按试验方案确定。