疲劳试验怎么做？螺栓疲劳试验

疲劳试验怎么做？螺栓疲劳试验

螺栓断裂事故里，疲劳断裂占大头——不是强度不够，而是反复受力"累断"的。疲劳性能怎么验证？疲劳试验怎么做？这篇讲螺栓疲劳试验。

一、什么是疲劳和疲劳试验

疲劳是材料在反复交变应力下，在远低于静强度的应力水平发生断裂的现象。螺栓承受交变载荷时，应力循环到一定次数，即使应力没达到屈服强度，也会在应力集中处萌生裂纹、扩展、断裂。疲劳试验就是模拟这种工况：在疲劳试验机上给螺栓施加循环载荷，记录断裂时的循环次数。结果用S-N曲线表示：应力越低，寿命越长，应力降到一定值以下，寿命趋于无限。螺栓的疲劳性能决定了它在交变载荷下的使用寿命。

二、疲劳试验的设备和参数

疲劳试验机：电液伺服疲劳试验机或共振式疲劳机。试验参数：载荷水平、载荷比、循环频率、循环次数目标。试验方案：做多个载荷水平的试验，得到S-N曲线；或者验证性试验——在指定载荷下测寿命是否达标。参数设定依据标准和客户要求，比如风电螺栓疲劳试验按IEC 61400标准做。

三、试验步骤和注意事项

试验步骤：第一步，样品准备——抽样螺栓，测量尺寸、检查表面；第二步，装夹——螺栓装在专用疲劳夹具上，对中；第三步，设定参数——载荷水平、频率、循环次数；第四步，加载——运行试验，监测载荷、监控样品状态；第五步，记录——循环次数、断裂位置、断口保存。注意事项：装夹对中是疲劳试验的生命线；频率别太高；定期检查夹具磨损；试验机的载荷示值定期校准。

四、结果的判定和分析

疲劳试验结果判定：一是验证性判定——在指定载荷和循环次数下不断裂即通过；二是S-N曲线法——多个载荷水平试验，画S-N曲线，和标准或设计要求对比。断裂位置分析：螺栓疲劳断裂几乎都发生在应力集中处——螺纹第一扣、头部圆角、杆部台阶。断口特征：疲劳断口有"贝壳纹"和最终断裂区。疲劳寿命低的原因：应力集中大、表面缺陷、脱碳、氢脆、装配偏心。改进措施：螺纹滚压、改善牙底圆角、控制表面质量。

五、疲劳试验的意义和应用

疲劳试验的意义：一是验证产品疲劳性能——高等级螺栓、交变载荷场合的螺栓必须有疲劳试验数据；二是失效分析——螺栓断裂事故，通过疲劳试验数据和断口分析，判断是设计问题、制造问题还是使用问题；三是寿命预测——用S-N曲线预测螺栓在给定载荷下的使用寿命，指导检修周期。应用建议：交变载荷的重要连接，选疲劳性能好的螺栓；装配保证对中；控制预紧力。

万千紧固件高强度螺栓产品经疲劳试验验证，可提供检测报告，欢迎联系。