疲勞試驗怎么做？螺栓疲勞試驗

螺栓斷裂事故里，疲勞斷裂占大頭——不是強度不夠，而是反復受力"累斷"的。疲勞性能怎么驗證？疲勞試驗怎么做？這篇講螺栓疲勞試驗。

一、什么是疲勞和疲勞試驗

疲勞是材料在反復交變應力下，在遠低于靜強度的應力水平發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。螺栓承受交變載荷時，應力循環(huán)到一定次數(shù)，即使應力沒達到屈服強度，也會在應力集中處萌生裂紋、擴展、斷裂。疲勞試驗就是模擬這種工況：在疲勞試驗機上給螺栓施加循環(huán)載荷，記錄斷裂時的循環(huán)次數(shù)。結果用S-N曲線表示：應力越低，壽命越長，應力降到一定值以下，壽命趨于無限。螺栓的疲勞性能決定了它在交變載荷下的使用壽命。

二、疲勞試驗的設備和參數(shù)

疲勞試驗機：電液伺服疲勞試驗機或共振式疲勞機。試驗參數(shù)：載荷水平、載荷比、循環(huán)頻率、循環(huán)次數(shù)目標。試驗方案：做多個載荷水平的試驗，得到S-N曲線；或者驗證性試驗——在指定載荷下測壽命是否達標。參數(shù)設定依據(jù)標準和客戶要求，比如風電螺栓疲勞試驗按IEC 61400標準做。

三、試驗步驟和注意事項

試驗步驟：第一步，樣品準備——抽樣螺栓，測量尺寸、檢查表面；第二步，裝夾——螺栓裝在專用疲勞夾具上，對中；第三步，設定參數(shù)——載荷水平、頻率、循環(huán)次數(shù)；第四步，加載——運行試驗，監(jiān)測載荷、監(jiān)控樣品狀態(tài)；第五步，記錄——循環(huán)次數(shù)、斷裂位置、斷口保存。注意事項：裝夾對中是疲勞試驗的生命線；頻率別太高；定期檢查夾具磨損；試驗機的載荷示值定期校準。

四、結果的判定和分析

疲勞試驗結果判定：一是驗證性判定——在指定載荷和循環(huán)次數(shù)下不斷裂即通過；二是S-N曲線法——多個載荷水平試驗，畫S-N曲線，和標準或設計要求對比。斷裂位置分析：螺栓疲勞斷裂幾乎都發(fā)生在應力集中處——螺紋第一扣、頭部圓角、桿部臺階。斷口特征：疲勞斷口有"貝殼紋"和最終斷裂區(qū)。疲勞壽命低的原因：應力集中大、表面缺陷、脫碳、氫脆、裝配偏心。改進措施：螺紋滾壓、改善牙底圓角、控制表面質量。

五、疲勞試驗的意義和應用

疲勞試驗的意義：一是驗證產品疲勞性能——高等級螺栓、交變載荷場合的螺栓必須有疲勞試驗數(shù)據(jù)；二是失效分析——螺栓斷裂事故，通過疲勞試驗數(shù)據(jù)和斷口分析，判斷是設計問題、制造問題還是使用問題；三是壽命預測——用S-N曲線預測螺栓在給定載荷下的使用壽命，指導檢修周期。應用建議：交變載荷的重要連接，選疲勞性能好的螺栓；裝配保證對中；控制預緊力。

萬千緊固件高強度螺栓產品經疲勞試驗驗證，可提供檢測報告，歡迎聯(lián)系。