疲劳耐久测试,pcb做盐雾试验
当构件的某个点在承受足够大扰动应力,经过足够多的循环后会形成裂纹,这一现像被称为疲劳。疲劳断裂是工程结构和部件失效的主要原因。在目前的应用和研究中,较主流的疲劳测试方法主要有4类:1. 名义应力应变法;2. 局部应力应变法;3. 能量法;4. 断裂力学法。本文简要介绍了此4类方法及其应用。
1 .名义应力法
名义应力法是对标准构件施加额定应力测试的方法,根据大循环应力与屈服应力的关系,分为应力疲劳和应变疲劳。
介绍应力疲劳,其定义是若大循环应力Smax小于屈服应力Sy,为应力疲劳。由于应力疲劳测试,材料寿命大于104次,应力疲劳也被称为高周疲劳。应力疲劳依据的理论,金属材料的应力S与破坏时的循环次数N呈非线性分布。可用幂函数:取对数:,或用指数式:取对数来表示,这一方法称为S-N法。实际测试中用S-N曲线,或p(存活率)-S-N曲线分析结果。
应力疲劳一般用于材料疲劳S-N曲线,如图1和图2,采用升降法测试AZ31B镁合金疲劳极限(应力比为0.1,疲劳寿命为107对应的疲劳载荷)。图中AZ31B镁合金试样的疲劳极限为97.29MPa。
图1. AZ31B镁合金疲劳测试
图2.AZ31B镁合金疲劳测试 S-N 曲线
应变疲劳应用于高载荷低设计寿命构件的测试。其定义是:若大循环应力Smax大于屈服应力Sy,为应变疲劳。应力疲劳测试用于研究部件在高载荷低频率的场合,如压力容器使用寿命期限内,总循环次数数量级为104,用应变作为疲劳性能参量描述。应力疲劳也被称为低周疲劳。
基于应变疲劳研究学者提出以下理论,材料的应力-应变(Remberg-Osgood弹塑性应力应变)关系:
式中εe弹性应变幅,εp为塑性应变幅。
在恒幅对称应变测试过程中,由于材料发生塑性变形,应变减小时应力不能以原始路径减小,应力-应变曲线呈环状,这一曲线称为滞后环。随着循环次数增加,达到相同的应变幅应力会增加或减小,这一应力对应变的响应被称为循环硬化或循环软化,循环足够多周次,有的材料会形成稳定滞后环。
应变疲劳中,用应力-应变曲线,描述材料的循环硬化或循环软化趋势。对于具有对称滞后环曲线材料,称为Massing材料。