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技術(shù)文章

常見(jiàn)的疲勞壽命測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有哪些?

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疲勞壽命測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)范測(cè)試流程、確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可比性的重要依據(jù),不同國(guó)家、行業(yè)及材料類型都有對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系。以下按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)特定材料 / 場(chǎng)景標(biāo)準(zhǔn)分類介紹常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn):

一、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO 體系)

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定的疲勞測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)適用于全球范圍內(nèi)的材料和構(gòu)件測(cè)試,具有廣泛通用性。

1. 基礎(chǔ)疲勞測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

  • ISO 13003:2003
    標(biāo)題:《纖維增強(qiáng)塑料 疲勞性能測(cè)試方法》
    適用范圍:復(fù)合材料的軸向拉伸 - 壓縮疲勞測(cè)試,規(guī)定了試樣制備、載荷控制、數(shù)據(jù)記錄等要求。
  • ISO 12106:2003
    標(biāo)題:《金屬材料 疲勞測(cè)試 軸向力控制方法》
    核心內(nèi)容:金屬材料在軸向交變載荷下的疲勞測(cè)試流程,包括 S-N 曲線測(cè)定、疲勞極限評(píng)估等。
  • ISO 13479:2003
    標(biāo)題:《金屬材料 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞測(cè)試方法》
    適用場(chǎng)景:通過(guò)旋轉(zhuǎn)彎曲加載評(píng)估金屬棒材、軸類零件的疲勞性能,明確了試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)、試樣尺寸等細(xì)節(jié)。

2. 復(fù)合載荷與特殊環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)

  • ISO 1099:2006
    標(biāo)題:《金屬材料 扭轉(zhuǎn)疲勞測(cè)試方法》
    規(guī)定:金屬材料在交變扭矩作用下的疲勞測(cè)試,包括純扭轉(zhuǎn)和復(fù)合軸向載荷的扭轉(zhuǎn)測(cè)試。
  • ISO 303-1:2010
    標(biāo)題:《滾動(dòng)軸承 疲勞壽命測(cè)試 第 1 部分:基本方法》
    針對(duì)滾動(dòng)軸承的疲勞壽命測(cè)試,涵蓋載荷條件、轉(zhuǎn)速控制、失效判定等。

二、美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(ASTM 體系)

ASTM 標(biāo)準(zhǔn)在航空航天、汽車、機(jī)械等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,以細(xì)節(jié)嚴(yán)謹(jǐn)、操作性強(qiáng)為特點(diǎn)。

1. 軸向與彎曲疲勞

  • ASTM E466-15(2021)
    標(biāo)題:《金屬材料軸向恒幅疲勞測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程》
    核心:金屬材料在軸向正弦波載荷下的疲勞測(cè)試,包括載荷頻率、波形控制、數(shù)據(jù)處理方法,是行業(yè)內(nèi)常用的軸向疲勞標(biāo)準(zhǔn)之一。
  • ASTM E468-15(2021)
    標(biāo)題:《金屬材料旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程》
    適用:通過(guò)旋轉(zhuǎn)彎曲加載測(cè)定金屬材料的疲勞極限,明確了試樣安裝、平衡調(diào)整等關(guān)鍵步驟。

2. 扭轉(zhuǎn)與復(fù)合疲勞

  • ASTM E1942-16(2021)
    標(biāo)題:《金屬材料扭轉(zhuǎn)疲勞測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》
    規(guī)定:金屬材料在交變扭矩下的疲勞測(cè)試,包括純扭轉(zhuǎn)和軸向 - 扭轉(zhuǎn)復(fù)合載荷測(cè)試的流程。
  • ASTM G49-97(2018)
    標(biāo)題:《金屬腐蝕疲勞測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》
    針對(duì):金屬材料在腐蝕介質(zhì)(如鹽水)中承受交變載荷的疲勞測(cè)試,涵蓋介質(zhì)濃度、溫度控制、腐蝕 - 疲勞交互作用評(píng)估。

3. 裂紋擴(kuò)展測(cè)試

  • ASTM E647-15(2021)
    標(biāo)題:《疲勞裂紋擴(kuò)展速率測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》
    重要性:全球應(yīng)用廣泛的疲勞裂紋擴(kuò)展測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),適用于金屬和復(fù)合材料,規(guī)定了用緊湊拉伸試樣(CT 試樣)等測(cè)定裂紋擴(kuò)展速率的方法。

三、中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB 體系)

中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB)結(jié)合國(guó)內(nèi)工業(yè)需求,部分參考 ISO 或 ASTM 標(biāo)準(zhǔn)制定,適用于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品認(rèn)證和質(zhì)量檢測(cè)。


  • GB/T 3075-2008
    標(biāo)題:《金屬材料 疲勞試驗(yàn) 軸向力控制方法》
    等效采用 ISO 12106,規(guī)定金屬材料軸向疲勞測(cè)試的試樣、加載方式、數(shù)據(jù)處理,是國(guó)內(nèi)金屬疲勞測(cè)試的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。
  • GB/T 4337-2015
    標(biāo)題:《金屬材料 疲勞試驗(yàn) 旋轉(zhuǎn)彎曲方法》
    適用于金屬棒材的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞測(cè)試,明確了試驗(yàn)機(jī)技術(shù)要求、試樣加工精度等。
  • GB/T 12443-2007
    標(biāo)題:《金屬材料 扭應(yīng)力疲勞試驗(yàn)方法》
    針對(duì)金屬材料的扭轉(zhuǎn)疲勞測(cè)試,包括純扭轉(zhuǎn)和復(fù)合載荷測(cè)試的流程。
  • GB/T 21143-2014
    標(biāo)題:《金屬材料 準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌度和疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法》
    參考 ASTM E647,規(guī)定金屬材料疲勞裂紋擴(kuò)展速率的測(cè)試方法,適用于結(jié)構(gòu)完整性評(píng)估。

四、特定行業(yè)與材料標(biāo)準(zhǔn)

1. 航空航天領(lǐng)域

  • SAE J327-2011(美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì))
    標(biāo)題:《金屬材料軸向疲勞測(cè)試推薦規(guī)程》
    常用于航空航天零部件的疲勞驗(yàn)證,強(qiáng)調(diào)高可靠性要求下的測(cè)試精度。
  • HB 5287-1996(中國(guó)航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))
    標(biāo)題:《金屬材料軸向疲勞試驗(yàn)方法》
    針對(duì)航空用金屬材料(如鈦合金、高強(qiáng)度鋼)的疲勞測(cè)試,嚴(yán)格控制環(huán)境溫度和載荷穩(wěn)定性。

2. 復(fù)合材料領(lǐng)域

  • ASTM D3479/D3479M-19
    標(biāo)題:《聚合物基復(fù)合材料拉伸疲勞性能標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》
    適用于復(fù)合材料層合板的拉伸疲勞測(cè)試,規(guī)定了試樣尺寸、加載頻率(通常 5-10Hz)等。
  • GB/T 35465-2017
    標(biāo)題:《纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 疲勞性能測(cè)試方法 總則》
    涵蓋復(fù)合材料在拉伸、彎曲、壓縮等載荷下的疲勞測(cè)試通用要求。

3. 汽車與軌道交通領(lǐng)域

  • ISO 12405-3:2019
    標(biāo)題:《電動(dòng)汽車 鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng) 第 3 部分:機(jī)械測(cè)試》
    包含蓄電池包的振動(dòng)疲勞測(cè)試要求,模擬車輛行駛中的振動(dòng)環(huán)境。
  • QC/T 518-2017(中國(guó)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))
    標(biāo)題:《汽車用螺紋緊固件 緊固通則》
    涉及螺栓的疲勞壽命驗(yàn)證方法,結(jié)合預(yù)緊力和交變載荷測(cè)試。



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