疲勞試驗機(jī)是一種用于模擬材料或構(gòu)件在重復(fù)載荷作用下力學(xué)性能變化的精密設(shè)備，主要測試材料、零件或結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能，即抵抗因長期反復(fù)受力而產(chǎn)生損傷、裂紋直至斷裂的能力。其測試范圍廣泛，涵蓋多個行業(yè)和材料類型，具體測試內(nèi)容可分為以下幾類：
金屬材料測試
金屬是疲勞試驗機(jī)的主要測試對象，常見測試包括：
拉伸疲勞測試：模擬材料在反復(fù)拉伸載荷下的性能（如螺栓、鋼筋）。
彎曲疲勞測試：通過反復(fù)彎曲評估材料抗疲勞能力（如軸類零件、葉片）。
扭轉(zhuǎn)疲勞測試：針對承受反復(fù)扭矩的部件（如傳動軸、彈簧）。
復(fù)合載荷疲勞測試：同時施加拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)等多種載荷，模擬復(fù)雜工況（如汽車底盤零件）。
非金屬材料測試
包括塑料、橡膠、復(fù)合材料等，測試重點為：
橡膠疲勞測試：如輪胎、密封件的耐屈撓疲勞（需模擬溫度、濕度等環(huán)境因素）。
復(fù)合材料層間疲勞測試：評估纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的層間剝離或斷裂風(fēng)險（如航空航天部件）。
塑料疲勞壽命測試：檢測工程塑料在反復(fù)受力下的脆化或開裂行為（如家電外殼、機(jī)械零件）。
構(gòu)件 / 成品測試
直接對組裝后的零件或成品進(jìn)行測試，例如：
恒幅疲勞測試
施加固定振幅的交變載荷（如正弦波、方波），記錄材料斷裂時的循環(huán)次數(shù)（即疲勞壽命 N），用于繪制材料的S-N 曲線（應(yīng)力 - 壽命曲線），是最基礎(chǔ)的疲勞測試方法。
變幅疲勞測試
模擬實際工況中載荷的隨機(jī)變化（如汽車行駛時路面的不規(guī)則沖擊），通過程序控制載荷振幅、頻率隨時間變化，更貼近真實使用場景，常用于零部件的可靠性驗證。
低周疲勞測試
針對承受大應(yīng)變、低循環(huán)次數(shù)（通常 < 10?次）即斷裂的材料（如壓力容器、汽輪機(jī)葉片），重點測試材料在塑性變形范圍內(nèi)的疲勞行為。
高周疲勞測試
適用于小應(yīng)力、高循環(huán)次數(shù)（通常 > 10?次）下的疲勞破壞（如軸承、齒輪），測試需持續(xù)高頻率循環(huán)（可達(dá)數(shù)千次 / 分鐘），直至材料斷裂或達(dá)到預(yù)設(shè)循環(huán)次數(shù)（如 10?次視為 “無限壽命"）。
疲勞裂紋擴(kuò)展測試
預(yù)先在試樣上制造微小裂紋，通過監(jiān)測裂紋長度隨循環(huán)次數(shù)的變化，計算裂紋擴(kuò)展速率，評估材料的抗裂紋擴(kuò)展能力（用于斷裂力學(xué)分析）。
許多疲勞測試需結(jié)合環(huán)境條件，模擬材料在復(fù)雜環(huán)境中的性能：
高低溫疲勞測試：在高溫（如發(fā)動機(jī)零件）或低溫（如極地設(shè)備）環(huán)境下施加交變載荷，評估溫度對疲勞壽命的影響。
腐蝕疲勞測試：在潮濕、鹽霧或化學(xué)介質(zhì)中測試（如海洋工程設(shè)備、化工管道），研究腐蝕與疲勞的協(xié)同作用。
振動疲勞測試：通過高頻振動模擬交通工具（如飛機(jī)、高鐵）的振動環(huán)境，測試部件的抗共振疲勞能力。
確定材料的疲勞極限（即材料能承受無限次循環(huán)而不斷裂的最大應(yīng)力值）。
評估零部件在實際工況下的使用壽命，為產(chǎn)品設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持（如確保汽車零件壽命達(dá) 10 萬公里以上）。
優(yōu)化材料配方或工藝（如通過調(diào)整熱處理工藝提升金屬的抗疲勞性能）。
驗證產(chǎn)品可靠性，降低因疲勞斷裂導(dǎo)致的安全風(fēng)險（如橋梁坍塌、飛機(jī)事故等）。
總之，疲勞試驗機(jī)的測試核心是模擬材料在長期重復(fù)受力下的損傷過程，其結(jié)果直接關(guān)系到產(chǎn)品的安全性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、機(jī)械工程、材料科學(xué)等領(lǐng)域。
