[发明专利]金属材料等幅全应变-寿命曲线测试方法

权利要求书

1.一种金属材料等幅全应变-寿命曲线测试方法，其特征在于，该测试方法包括以下步骤：

步骤1、对疲劳试样进行加工和表面处理；

步骤2、进行短寿命疲劳测试：当试样的循环寿命小于10万次时，即短寿命，采用引伸计进行应变控制，试验频率0.1Hz～1Hz之间；选择总应变幅值大于3‰的不同应变幅值进行试验，总应变幅值大于3‰的情况下，循环寿命小于5万次，应变梯度为1‰～2‰，至少选择四个应变级进行测试，每个应变级的有效数据点不少于3个；

步骤3、测试总应变幅值大于3‰的不同应变幅值下的循环寿命，用应变幅值控制试验，频率为0.1Hz～1Hz之间；

步骤4、在总应变幅值1‰～3‰的范围内确定短寿命疲劳到长寿命疲劳的转变点对应的应变幅值，确定原则是：循环寿命大于5万次时，相邻应变之间的梯度为0.1‰～0.2‰，循环寿命在7万次～12万次范围内对应的应变幅值都可以作为短寿命和长寿命转折的应变点；

步骤5、进行长寿命疲劳测试：当试样循环寿命大于10万次时，即长寿命，5万次内的第一阶段采用引伸计进行应变控制，试验频率0.1Hz～1Hz之间；大于5万次的第二阶段，采用应力控制，试验频率10Hz～25Hz之间，选择用循环5万次所对应的应力幅值作为第二阶段的应力控制幅值；进行长寿命疲劳测试时，相邻应变之间的梯度为0.1‰～0.2‰，至少选择四个应变级进行测试，每个应变级的有效数据点不少于3个；在选定的应变幅值控制下，循环至5万次停机，再以此刻对应的应力幅值作为控制应力，继续进行疲劳试验，直至循环到设定的停机条件；

步骤6、通过计算软件自动对总应变进行塑性应变和弹性应变分离，将分离后的弹塑性应变与对应的循环寿命分别在双对数坐标中进行幂函数拟合，得出相应的疲劳强度系数、疲劳强度指数、疲劳延性系数和疲劳延性指数。

2.根据权利要求1所述的金属材料等幅全应变-寿命曲线测试方法，其特征在于，步骤1中，试样加工和表面处理参照GB/T 26077-2010《金属材料疲劳试验轴向应变控制方法》的要求进行，试样的表面光洁度要达到标准的要求。

3.根据权利要求1所述的金属材料等幅全应变-寿命曲线测试方法，其特征在于，步骤5中，界定循环寿命1×10⁷次或载荷下降20％～30％作为试验停机条件，即材料在一定应力下循环1×10⁷次不失效，就认为材料在该应力下永久不会失效；或控制应力下降20％～30％时，认为该试样已失效。

4.根据权利要求1所述的金属材料等幅全应变-寿命曲线测试方法，其特征在于，步骤6中，在短寿命的应变控制阶段，取二分之一疲劳寿命对应的弹性应变幅值ε_e和塑性应变幅值ε_p进行曲线拟合；在长寿命的疲劳性能测试阶段，取应变控制的5万次对应的弹性应变幅值ε_e和塑性应变幅值ε_p进行曲线拟合，曲线方程用应变幅值与循环寿命的反向数来表征。

5.根据权利要求4所述的金属材料等幅全应变-寿命曲线测试方法，其特征在于，总应变与循环寿命的曲线公式将由弹性阶段的拟合公式与塑性阶段的拟合公式两部分组成。