GB/T 15248-1994 金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法

中华人民共和国国家标淮

金属材料轴向等幅低循环疲劳GB/T15248一94

试验方法代替GB6399-86

Thetestmethodforaxialloadingconstant-

amplitudelow-cyclefatigueofmetallcimaterials

1主肠内容与适用范围

本标准规定了金属材料轴向等幅低循环疲劳试验的术语定义、试样制备、设备、试验步骇、结果处理

及试验报告。

本标准适用于金属材料等截面和漏斗形试样，在承受轴向等幅拉一压应力或应变连续变化的低循环

疲劳试验，不包括全尺寸部件、结构件的试验。

本标准适用于与时间有关的非弹性应变和与时间无关的非弹性应变相比小得可以忽略不计的温度

和应变速率下试验，这里所指的非弹性应变为所有的非弹性应变。

本标准允许在温度、压力、湿度、介质等环境因素下进行试验，但这些因素在整个试验过程中应保持

恒定。

本标准可作为材料研制、机械设计、工艺和质量控制、产品性能测定和失效分析时低循环疲劳试验

的指南。

2引用标准

JJG556轴向加荷疲劳试验机检定规程

3符号、术语、定义及函擞表达式

3.1与应力一应变循环和低循环疲劳试验有关的符号、术语、定义及单位见表is

表1

符号术语定义单位

瞬时标距长度与原始标距长度之比的自然对数

f真应变一】·LLo一，·(，+，·

试样受轴变形后的

Ln】

瞬时标距长度

La试样原始标距长度m

试样变形增量与其原始标距长度之比值:

e工程应变L-L,

=‘几;厂

在一次循环中，最大和最小应变的代数差

△吸总应变范围

山,=e,-.-殊

国家技术监.局1994一10一07批准1995一06一01实施

GB/T15248-94

续表1

符号术语定义单位

在一次循环中，应变的最大代数值。

偏..最大应变

拉伸为正，压缩为负

码目.最小应变在一次循环中，应变的最小代数值

等于应力范圈除以弹性模量

△‘弹性应变范围

Ac二‘△口/召

取总应变范围与弹性应变范围之差

妈塑性应变范围

A‘--公,一All

瞬时载荷与瞬时截面积之比值

MP.

0真应力o=P/A或

o=S(lte)

载荷与原始截面积之比值，

S工程应力MP.

S=尸人4

在一次循环中，最大应力和最小应力的代数差:

A口循环应力范围MPa

△口=口.:一口成。

口.月最大应力在一次循环中，应力的最大代数值MPa

口‘如最小应力在一次循环中，应力的最小代数值MPa

R,应力比R，二口画./口..

凡应变比凡=‘./‘口

AE/2应变幅应变范围的一半

Ao/2应力幅应力范围的一半MPa

N,失效循环数到达失效的循环次数

2从失效反向数到达失效的反向次数

lg(Ac/2)-Ig2N,

‘盛劳延性指数

曲线的斜率

lg(A,/2)一Ig2N，或

b凌劳强度指数

坛(AsJ2)-Ig2N,曲线的斜率

取lg(Ae,/2)一Ig2N;曲线上

日,疲劳延性系数

2N,=1处的纵坐标截距

取lg(Ao/2)-Ig2N‘曲线上

d,宜劳强度系数MPa

2N,二1处的纵坐标截距

衬循环应变硬化指数Ig(Ao/2)-Ig(A,/2)曲线的斜率

取Ig(Ao/2)-lg(A4/2)曲线上

K'循环强度系数MPa

Ae,/2二1处的纵坐标截距

E弹性模t在弹性范围内，应力与应变的比值MPa

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cB/T15248-94

3.2轴向等幅低循环疲劳强度系指试样经受高的轴向拉一压应力或应变作用的能力。一般来说，其总的

失效循环数小于5X10`。其评定方法有两种

3.2.1试样在规定的应力或应变值卞试脸，洲定其到达失效的循环数，这种试验称为对比试验。

3.2.2用一组试样，选取若干个应力或应变值，分别侧定其到达失效的循环数，然后画出Ao/2-2N,或

2,12-2N，曲线，如图1和图2所示。

根据关系式:

Oe,=尔,}△r,

上述Ac,/2-2N,曲线还可处理成图3形式。

0ll

.‘

足

N。刚

、

V.

,o',o,W.W

图工L-12-2N曲线

阳

0]

功

川

川t.0’

图2奴/2-2N,曲线

cB/T15248一94

妇

奋

司

,o,10

2N,

图3AcJ2,0}-/2,As,/2-2N,A线

3.2.3试样上所承受的循环应力一应变关系如图4所示。

图4循环时的应力一应变回线

3.3函数关系式

33.1附录A中，提供了通常用来表示低循环疲劳数据的经验关系式。

3.3.2附录B中，提供了径向应变换算成轴向应变的关系式。

4试样

4.1试样设计

试样要设计得短粗，以保证受载时正常工作，不致失稳。推荐图5所示的几种试样。

GB/T15248一94

月=2d土dg

R=4d32d

R二6d-2d

图5推荐的低循环疲劳试样

4.1.1图5(a),5(b)为等截面试样。通常选用图5(b)试样，但由于应变引伸计类型的限制，也可采用标

距长度为3d士d的图5b试样和图5(a)试样。由于图5(a)试样在标距长度范围内带两个过渡圆弧部分，

其应变范围应按附录C提供的公式进行修正。

4.1.2图5(c)为单截面漏斗形试样。选用图5(a)和5(b)还是5(c)，应根据材料的各向异性和抗弯性

进行斟酌。等截面试样通常用于约20n以内的总应变范围。大于2%总应变范围的试验，建议采用单截

面漏斗形试样。关于这种试样的曲率半径与试样最小半径之比，一般为12:1，若有特殊需要，可使用

8:1和16.1范围内的各种比例。较低的比值会使应力集中增加，可能影响疲劳寿命。较高的比值会降

低试样的抗弯能力。当材料是各向异性的，应采用等截面试样。

4.1.3推荐的这3种试样具有实心的圆形截面，其工作部分的最小直径为6mm。在本标准范围内，这

些试样可设计成其他直径或管状横截面试样。建议轴向应变控制等截面试样的标距