低周疲劳(LCF)试验

 金属材料在循环载荷作用下,由于塑性应变的循环作用所引起的疲劳失效称为低周疲劳。在低周疲劳中,材料所受的循环应力接近甚至超过其屈服强度,此时应力稍有变动,相应的应变值变化很大。低周疲劳加载频率很低,致使每一个循环都会产生一定量的塑性变形。工程中有许多零件在整个使用寿命期间,所经历的载荷循环次数并不多,疲劳寿命很低,一般只有几千至几万循环周期就破坏。比如压力容器,如果每天经受两次载荷循环,则在30年的使用期限内,载荷的总循环次数还不到25000次。试验机

       对于延性较好的材料,一旦发生屈服,即使应力的变化非常小,应变的变化也会比较大,而且应力和应变之间的关系也不再是对应的关系。应变成为比应力更敏感的参量,因此采用应变作为低周疲劳的控制参量显然更好一些。材料在接近或超过屈服强度的循环载荷作用下产生的塑性应变,得到的应力——应变迹线称为迟回线。

       低周疲劳试验是模拟在真实的工况下,将材料加载到塑性应变。在研究塑性应变的影响时,应变率是主要考虑因素,在整个试验过程中应变振幅和平均水平保持不变,并用三角波保持恒定的应变率,而不是使用载荷控制的传统正弦波加载。低周疲劳实验的总应变范围一般<2%的工程应变。这意味着必须使用高质量、可靠引伸计,且要较小的试样、较小的平行长度。夹具的同轴度、间隙消除也尤为关键。

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