[发明专利]测试材料疲劳强度的试验方法

说明书

本发明涉及一种测试材料疲劳强度的试验方法，通过并行试验高效测定材料的疲劳强度。本发明将大批量试件分为多组，在不同试验机上并行完成试验，对产生的多组试样的应力值升降图进行图形分析和数据处理，得到合成后的应力值升降图，再按常规方法求出疲劳强度的均值与方差。多组并行试验时，节约大量时间成本，而且只浪费极少的有效数据，实用可行，可用于样本数量较大时金属材料的疲劳强度试验中。

本申请是申请号为：201510263521.0，发明创造名称为《一种用于测试材料的疲劳强度的试验方法》，申请日为：2015年5月21日的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及测量材料的疲劳强度极限数据处理领域，特别涉及一种用于疲劳强度测试的并行升降试验法。

背景技术

材料在指定寿命下的疲劳强度通常无法直接测定。自从测定疲劳强度的升降法被提出以后，这种方法被广泛地应用于测定材料疲劳强度的随机特征，例如广泛所用的金属材料。传统的升降试验法一般采用如下的流程：

（1）估计预定寿命下试件的疲劳强度。确定试验的起始应力水平和级差。通常参考已有的相关试验数据或预试验数据确定起始应力水平，而级差则取为所估计疲劳强度的5%。

（2）在起始应力水平下进行疲劳寿命试验。

（3）如果试件在预定寿命前发生了疲劳破坏。在此应力水平下记为“破坏”，下一个试件在低一级的应力水平下进行疲劳寿命试验。如果试件达到预定寿命仍未发生破坏，本试件的试验停止，在此应力水平下记为“溢出”，下一个试件在高一级的应力水平下进行疲劳寿命试验，每一个试件的试验都依赖前一个试件的试验结果。试验的应力水平按照以上规律升高或降低重复前面的过程直到试件个数满足最小试件数的要求和升降图闭合要求。并且各级应力差在试验中要保持不变。采用升降法测定疲劳强度的关键，在于应力增量的选取。一般来说，应力增量最好选择使试验在4级应力水平下进行。当已知由传统疲劳试验法测定的疲劳强度时，可取5％以内的疲劳强度作为应力增量。

通过上述流程可获得一个完整的升降图。下一个试样的加载应力值，必须参考上一个试件是“破坏”还是“溢出”，实验一般是单机连续进行。所以传统的升降试验法耗时长，样本量大时效率就非常低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种耗时短、效率高的测试材料疲劳强度的试验方法。

实现本发明目的的技术方案是提供一种测试材料疲劳强度的试验方法，包括如下几个步骤：

①根据测试试验的样品数分为M组，M≥2；

②第1组试样，选择循环基数，应力比r，参考材料性质选择接近于材料估计的疲劳极限的应力值进行第1件试件的试验；若循环数达到选择基数前发生破坏，则在低一级应力水平下进行第2件的试验，若仍在循环数达到选择基数前发生破坏，则再降一级应力水平进行第3次试验，若经过选择基数循环未破坏，则停止第3件的试验，升高一级应力水平，即在第2件的应力水平下进行第4次试验；以此类推，可得到应力值升降图，升降图应满足闭合条件；

③剩下的M-1组试样从第1组得到的有效应力值开始试验，选择相同的循环基数和应力比r，重复步骤①的操作，可得到应力值升降图；

④对产生的M组试样的应力值升降图进行图形分析和数据处理，得到合成后的应力值升降图，再按常规方法求出疲劳强度的均值与方差。