金屬材料試驗機(jī)可以預(yù)測材料或構(gòu)件在交變載荷作用下的疲勞強(qiáng)度，一般該類試驗周期較長，所需設(shè)備比較復(fù)雜，但是由于一般的力學(xué)試驗如靜力拉伸、硬度和沖擊試驗，都不能夠提供材料在反復(fù)交變載荷作用下的性能，因此對于重要的零構(gòu)件進(jìn)行疲勞試驗是必須的。
金屬材料試驗機(jī)的一些常用試驗方法通常包括單點疲勞試驗法、升降法、高頻振動試驗法、超聲疲勞試驗法、紅外熱像技術(shù)疲勞試驗方法等。
1、單點疲勞試驗法
適用于金屬材料構(gòu)件在室溫、高溫或腐蝕空氣中旋轉(zhuǎn)彎曲載荷條件下服役的情況。該種方法在試樣數(shù)量受限制的情況下，可近似測定疲勞曲線并粗略估計疲勞極限。試驗所需的疲勞試驗機(jī)一般為彎曲疲勞試驗機(jī)和拉壓試驗機(jī)。
2、升降法疲勞試驗法
升降法疲勞試驗是獲得金屬材料或結(jié)構(gòu)疲勞極限的一種比較常用而又精確的方法，在常規(guī)疲勞試驗方法測定疲勞強(qiáng)度的基礎(chǔ)上或在壽命的材料或結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度無法通過試驗直接測定的情況下，一般采用升降法疲勞試驗間接測定疲勞強(qiáng)度。
主要用于測定中、長壽命區(qū)材料或結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的隨機(jī)特性。所需試驗機(jī)一般為拉壓疲勞試驗機(jī)。
3、高頻振動疲勞試驗法
常規(guī)疲勞試驗中交變載荷的頻率一般低于200Hz，無法精確測得一些零件在高頻環(huán)境狀態(tài)下的疲勞損傷。高頻振動試驗利用試驗器材產(chǎn)生含有循環(huán)載荷頻率為1000Hz左右特性的交變慣性力作用于疲勞試樣上，可以滿足在高頻、低幅、高循環(huán)環(huán)境條件下服役金屬材料的疲勞性能研究。
高頻振動試驗主要用于軍民機(jī)械工程的需要。試驗裝置通常包括：控制儀、電荷適配器、功率放大器、加速度計、振動臺等。
4、超聲法疲勞試驗法
超聲法疲勞試驗是一種加速共振式的疲勞試驗方法，其測試頻率(20kHz)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)疲勞測試頻率(小于200Hz)。超聲疲勞試驗可以在不同載荷特征、不同環(huán)境和溫度等條件下進(jìn)行，為疲勞研究提供了一個很好的手段。超聲疲勞試驗一般用于超高周疲勞試驗，主要針對10^9以上周次疲勞試驗。高周疲勞時，材料宏觀上主要表現(xiàn)為彈性的，所以在損傷本構(gòu)關(guān)系中采用應(yīng)力、應(yīng)變等參量的彈性關(guān)系處理，而不涉及微塑性。
5、紅外熱像技術(shù)疲勞試驗方法
為縮短試驗時間、減少試驗成本，能量方法成為疲勞試驗研究的重要方法之一。金屬材料的疲勞是一個耗散能量的過程，而溫度變化則是研究疲勞過程能量耗散極為重要的參量。
紅外熱像技術(shù)是一種波長轉(zhuǎn)換技術(shù)，即將目標(biāo)的熱輻射轉(zhuǎn)換為可見光的技術(shù)，利用目標(biāo)自身各部分熱輻射的差異獲取二維可視圖像，用計算機(jī)圖像處理技術(shù)和紅外測溫標(biāo)定技術(shù)，實現(xiàn)對物體表面溫度場分布的顯示、分析和精確測量。試驗所用材料通常為表面鍍鋅、經(jīng)過正火處理的金屬材料，為增大金屬表面的比輻射率，試驗時通常在試樣表面涂上很薄的一層紅外透射涂料。
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