我們曾把反復彎折使鐵絲斷裂歸功于自己的力氣；又在看到飛機飛行時振動上萬次的機翼時，好奇是什么守住了天空中的安全底線？答案就是材料的“疲勞性能”。

掌握材料疲勞性能，是保障工程裝備在交變載荷下長期安全服役的核心環(huán)節(jié)。在科研實踐中，材料的疲勞性能通常以S-N曲線（應力-壽命曲線）及P-S-N曲線（概率-應力-壽命曲線）加以表征。

如何準確繪制S-N曲線與P-S-N曲線？本系列文章將依托中機試驗電液伺服疲勞試驗機及DynaAnalyzeExpert試驗軟件，逐步拆解兩類曲線的繪制流程。

本期文章從最初的疲勞試驗開始，獲取繪制S-N曲線以及P-S-N曲線所需的初始數據。

試驗之前，我們先明確若干關鍵術語：

1.疲勞：在循環(huán)載荷（應力）作用下，發(fā)生在材料或結構某點的局部、永久性損傷的遞增。——中國科普博覽《疲勞：機械構件的致命殺手》

2.疲勞壽命（N）：在指定的應力水平下，試樣達到定義的失效標準之前所經歷的應力循環(huán)數。——GB/T 24176-2009

3.應力水平（S）：在試驗控制條件下的應力強度，例如:應力幅值、最大應力和應力范圍。——GB/T 24176-2009

GB/T 3075-2021

《金屬材料 疲勞試驗 軸向應力控制方法》；

GB/T 24176-2009

《金屬材料 疲勞試驗 數據統(tǒng)計方案與分析方法》。

中機試驗電液伺服動態(tài)疲勞試驗機

中機試驗DY-A0100電液伺服動態(tài)疲勞試驗機

該試驗系統(tǒng)可針對金屬或非金屬等不同材料的力學性能，完成拉伸、壓縮、動態(tài)高/低周疲勞、程控疲勞、熱機械疲勞及斷裂力學（KIC、JIC、CTOD等）試驗，同時支持靜態(tài)恒變形、恒負荷速率等常規(guī)力學性能測試。系統(tǒng)具備應用范圍廣、控制精度高、適應性強、試驗方法靈活、頻率范圍寬及復雜環(huán)境工況模擬能力等顯著特點。

該產品同軸度≤5%且已完成靜態(tài)校準，滿足GB/T 3075-2021對試驗機的技術要求，并可對GB/T 24176-2009中所有相關指標進行測試。

中機試驗自研TestExpert試驗軟件；

中機試驗自研DynaAnalyzeExpert數據分析軟件

GB/T 3075-2021應力疲勞試驗模塊

35根直徑為6mm的鋼制棒狀試樣

依據GB/T 24176-2009《金屬材料 疲勞試驗 數據統(tǒng)計方案與分析方法》對S-N曲線繪制的要求，在上述試驗條件下，分別開展兩組疲勞試驗。

第一組：依照GB/T 24176-2009，選取20根試樣進行“成組法”試驗。分別在400MPa、450MPa、500MPa、550MPa四個應力級別下實施疲勞試驗，通過DynaAnalyzeExpert動態(tài)試驗軟件自動記錄4組疲勞壽命數據。

第二組：依照GB/T 24176-2009，選取15根試樣進行“升降法”試驗。設定固定目標疲勞壽命值，逐級調整應力水平，觀察試樣是否在規(guī)定壽命內斷裂，并由DynaAnalyzeExpert軟件自動記錄數據。

從試驗參數設定、加載波形控制，到斷裂數據的實時精確采集，DynaAnalyzeExpert試驗軟件與中機試驗電液伺服疲勞試驗機緊密配合，實現試驗流程的自動化閉環(huán)管理。

該平臺可自動完成數據記錄與分析，提供一站式疲勞試驗解決方案，有效降低人為因素對試驗結果的干擾，顯著提升科研效率。

本期文章，我們借助中機試驗電液伺服疲勞試驗機與DynaAnalyzeExpert測試軟件，順利完成了35根鋼質棒狀試樣的疲勞性能數據采集與記錄。

下一期，我們將繼續(xù)用DynaAnalyzeExpert帶大家一步步繪制S-N曲線，敬請持續(xù)關注中機試驗技術分享專欄。