动静态疲劳试验机测试试件有哪些

在材料的力学性能，包括材料疲劳的研究中，采用三种不同几何特征的试件，即光滑试件、切口试件和带裂纹的试件。光滑试件主要用于测定材料的基本疲劳性能，例如应力疲劳寿命曲线、应变疲劳寿命曲线和疲劳极限等，作为评定材料疲劳性能和结构件寿命预测的重要依据，也用于研究疲劳损伤微观机理。

    在机械和工程结构零部件的加工过程中，会产生裂纹或裂纹式的缺陷。在结构件的服役过程中，由于疲劳、蠕变、腐蚀等原因，也会在其中产生裂纹。在随后的服役过程中，裂纹会不断长大，引起结构承载能力和刚度的降低以及共振频率的变化。因此，结构件中的裂纹要力图避免或严格地加以限制川。但是，在结构件中、尤其是高塑性材料的结构件中出现裂纹后，并不会立即引起断裂，而有一段稳态扩展期，即疲劳裂纹扩展寿命;仅当裂纹扩展到临界尺寸时，断裂才会发生。因此，要用带裂纹的试件测定材料的疲劳裂纹扩展速率与门槛值以及断裂韧性应用线弹性断裂力学方法，利用材料的疲劳裂纹扩展速率表达式和断裂韧性之值，可估算含裂纹结构件的疲劳裂纹扩展寿命、断裂应力(或称剩余强度)和临界裂纹尺寸。

    由于结构细节设计的需要，结构件中总会含有几何不连续性，例如连接孔、凸台、沟槽等。这些几何不连续性可看成是广义的切口。切口的存在引起结构件中的应力和应变集中，改变切口根部的应力分布，会影响材料的疲劳性能，包括疲劳寿命和疲劳极限。所以要采用切口试件模拟结构件，测定材料的疲劳裂纹起始寿命和疲劳裂纹扩展寿命，作为结构件寿命预测的依据。特别是结构中的关键承力结构件，不允许存在裂纹或对裂纹加以严格限制川。因此，精确地预测结构件的疲劳裂纹起始寿命，对于确保结构的运行安全，具有重要的实际意义。疲劳裂纹形成以后，切口件即转化为带裂纹件，疲劳损伤以裂纹扩展的形式发展。所

以，要用带裂纹的试件，测定在循环载荷作用下的疲劳裂纹扩展速率，给出疲劳裂纹扩展速率表达式，可用于预测结构件的疲劳裂纹扩展寿命。

    据此，可以认为，含切口的结构件的整个疲劳失效过程可分为三个阶段:疲劳裂纹在切口根部形成，已形成裂纹以一定的速度进行稳态扩展，裂纹扩展到临界尺寸时发生失稳扩展而导致断裂。所以，含切口的结构件的疲劳寿命由疲劳裂纹起始寿命和疲劳裂纹扩展寿命两部分组成。应用切口试件模拟结构件，研究其疲劳失效过程与疲劳寿命，更接近工程实际情况。