一种用于载荷控制拉伸–拉伸疲劳试验的高通量方法

《Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures》：A High-Throughput Approach for Load-Controlled Tension–Tension Fatigue Testing

摘要 疲劳表征，特别是针对与相对较短疲劳寿命相关的条件的表征，仍然耗时且消耗资源。本研究提出了一种单轴、载荷控制的拉 - 拉 (0≤??<1)(0≤R<1)$$ \left(0\le R<1\right

　　

摘要

疲劳表征，特别是针对与相对较短疲劳寿命相关的条件的表征，仍然耗时且消耗资源。本研究提出了一种单轴、载荷控制的拉 - 拉 (0≤??<1) 疲劳方法，采用多试样串行连接组件以提高实验通量，同时保持符合既定的测试标准。试样设计为具有递增的横截面变化，使得施加的单一力在一次实验中产生多个应力水平。研究了四种实验配置：单试样测试；串行测试并顺序移除失效试样；串行测试并替换试样直到每种类型失效一次；以及串行测试并替换目标应力试样。总共测试了 57 个小型 316 不锈钢平板试样，R≈0，最大应力在 510 至 590 MPa 之间。使用数字图像相关（DIC）来量化应变和局部损伤演化。高通量配置的疲劳寿命与传统单试样测试相比在±2.12% 以内，系统将整体测试时间最多减少了 3.6 倍。

总结

• 多试样方法能够实现高通量拉 - 拉疲劳测试。
• 递增横截面在单一载荷下产生多个应力水平。
• DIC 跟踪应变和损伤演化并验证了疲劳行为。
• 该方法快了 3.6 倍，与单试样 S-N 拟合的偏差小于 2.12%。

数据可用性声明

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