疲勞破壞是工程結(jié)構(gòu)中最常見的失效形式之一，據(jù)統(tǒng)計，占各類機械零件破壞總數(shù)的80%到90%都是由疲勞斷裂引起的，所造成的直接經(jīng)濟損失占美、日、歐洲共同體等國家每年國民生產(chǎn)總和的6%到8%左右。此外，疲勞破壞在遠低于強度極限的載荷下也會發(fā)生，由此會造成極為嚴重的后果，如圖 1所示，1842年發(fā)生的凡爾賽鐵路事故，調(diào)查結(jié)果表明由于機車軸在循環(huán)載荷下發(fā)生疲勞破壞，從而導致牽引機車脫軌。

    圖 1凡爾賽鐵路事故及機車軸破壞示意圖

    為了充分發(fā)揮材料性能與保證結(jié)構(gòu)工作可靠，需要開展材料在交變載荷下的疲勞試驗，對材料疲勞性能進行準確評估。因此，了解相關(guān)疲勞試驗測試和分析方法，對日后材料性能分析和結(jié)構(gòu)設計具有指導意義。

    1. 疲勞的分類

    根據(jù)研究對象、載荷條件、環(huán)境和介質(zhì)情況，疲勞有多種分類方法。常見的疲勞分類如表 1所示。

    表 1疲勞分類

    下面主要針對高周疲勞、低周疲勞、腐蝕疲勞、蠕變進行分析和講解。

    2. 疲勞試驗測試方法

    金屬材料疲勞試驗是通過模擬結(jié)構(gòu)或部件的實際工作狀況，在試驗室內(nèi)測定材料的疲勞曲線，為設計、選材及選擇工藝提供依據(jù)的方法，用以估計結(jié)構(gòu)或部件的疲勞特性和設法提高疲勞抗力，延遲或避免疲勞破壞。針對各類疲勞破壞，國內(nèi)外制定了相應的測試標準。我國制定的涉及金屬疲勞試驗的國家標準如表 2所示。