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GB／T 3075-2021 金属材料 疲劳试验 轴向力控制方法.pdf简介：

GB/T 3075-2021 是中国国家标准，全称为《金属材料 疲劳试验 轴向力控制方法》，它规定了金属材料在进行疲劳试验时，如何控制和测量轴向力的方法。轴向力，简单来说，就是在材料受力方向上，与材料轴线平行的力。在疲劳试验中，轴向力的控制至关重要，因为它直接影响到材料疲劳性能的测试结果。

该标准可能涵盖以下内容：

1. 确定疲劳试验设备的轴向力测量系统，包括传感器的选择和安装、数据采集和处理等。

2. 规定了轴向力的施加方式，可能包括恒定载荷、随机载荷或者循环载荷等。

3. 轴向力的控制精度要求，以保证试验结果的可靠性。

4. 提供了疲劳试验过程中的轴向力控制策略，如如何调整载荷、如何处理载荷波动等。

5. 对试验过程中的监控和数据记录提出了具体要求。

6. 最后，标准可能还包含了对试验结果的解释和分析，如何根据轴向力数据来评估金属材料的疲劳性能。

总的来说，GB/T 3075-2021 是为了确保金属材料疲劳试验的科学性和公正性，提供了一套详细的轴向力控制方法和规范。

GB／T 3075-2021 金属材料 疲劳试验 轴向力控制方法.pdf部分内容预览：

GB/T3075202

金属材料疲劳试验轴向力控制方法

文件时，试验的目的是提供疲劳信息，如在不同应力比、给定材料条件（如硬度和微观结构）下，施加应力 与失效循环次数之间的关系。 本文件适用于圆形和矩形横截面试样的轴向力控制疲劳试验，产品构件和其他特殊形状试样的检 侧不包括在内。 注1：由于缺口试样的形状和尺寸没有标准化，因此本文件不包含缺口试样的疲劳试验。但是，本文件中描述的疲 劳试验过程可应用于缺口试样的疲劳试验。

GB/T 3075—2021 矩形横截面试样或试件的厚度。 3.4 测试横截面宽度 widthof test section 矩形横截面试样或试件的宽度。 3.5 平行长度 parallel length L 具有相同测试直径或测试宽度的试样或试件标距部分的长度。 3.6 试样长度 specimen length L 试样的总长度。 3.7 过渡弧半径 fillet radius 试样平行段与夹持端之间的半径。 注：对应的过渡弧不一定是试样平行段的末端和扩大部分开始端之间的距离的真正圆至 3.8 最大应力 maximum stress Smax 在应力循环中具有最大代数值的应力（见图2）

YB／T 4580-2017标准下载GB/T 30752021

GB/T 3075=2021

在开始试验之前，除非在相关的产品标准中另有规定，供需双方应在以下方面达成一致： a）试样的形状（见5.1）； b）应力比； c）要求确定下列测试目标：

在开始试验之前，除非在相关的产品标准中另有规定，供需双方应在以下方面达成一致： a）试样的形状（见5.1）； b）应力比； c）要求确定下列测试目标：

GB/T 30752021

用于研究的设计和结果的使用，决定了从许多可用的、图形化的和其他方式的结果中选择最合适的 方法。疲劳试验的结果通常用图形表示。在报告疲劳数据时，宜明确规定试验条件。除了图形表示外， 在表示格式允许的情况下，表格数字数据也是可取的

GB/T30752021

图4应力幅（S.）与平均应力（S.）的曲线[Haigh图

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图5最大应力（Smm）和最小应力（Smm）与平均应力（S.）的曲线Smith图

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图6最大应力（Smax）与最小应力（Smin）的曲线[Ros图

通常采用如图7所示的具有完全机加工的光滑圆柱标距的试样类型。 试样宜满足如下： 在平行部位和夹持端之间具有切向过渡圆弧或者夹持端间连续半径（例如“漏斗型”试样）的圆 形横截面，即圆形横截面试样，或称为圆形试样； 在平行部位和夹持端之间具有切向过渡圆弧或者夹持端间连续半径的均匀厚度的矩形横截 面，即矩形横截面试样，或称为板状试样（见图8）。 通常称为“漏斗型”的试样可谨慎使用。在这些试样中，夹持端与圆形试样的最小直径或与板状试 样最小宽度之间有一个连续的圆弧。与光滑等直径或等宽度试样在标距部分材料承受等应力不同，漏 斗型试样在最小横截面的薄平面单元受力。因此，产生的疲劳结果可能不代表大块材料的响应，特别是 在长寿命疲劳状态下，夹杂物控制高硬度金属的行为，并且从表面到次表面存在双重裂纹萌生9]。事实 上，这种结果可能是非保守的，特别是在寿命较长的情况下，其中最大的微观不连续可能不在最大应力 的平面截面上。 需要注意的是，对于矩形截面的试样，可能需要在宽度和厚度上要求同时减小试验截面。如果这 样，在宽度和厚度方向均要求过渡圆弧。同样，当矩形横截面试样要求考虑材料在实际应用时的表面条 牛时，试样试验部位的至少一面宜保持未加工状态。通常情况下，由于矩形试样很难获得较小的粗糙度 或者在矩形横截面的拐角提前萌发疲劳裂纹，采用矩形横截面试样进行的疲劳试验，其结果一般与圆形 试样没有可比性

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注2：垂直皮要求适用于对中的夹持部分

5.2.1棒材和厚度大于5mm板材

试样的标距部分代表研究的材料的体积元素，也就是试样的尺寸不应影响结果的使用。 试样的几何尺寸应满足下列条件： 提供均匀的圆柱形标距部分； 减小压缩时的屈曲风险，以避免在过渡半径处发生失效； 一 在整个标距部分提供均匀的应力（或应变）分布。 在过渡半径处或标距截面上的其他地方加工平行长度时，不应出现咬边。可使用光学比较仪以合 理的放大倍数（例如10倍25倍）检查该特性，以确保其真实性。 考虑到这些要求、天量实验室获得的经验（见参考文献L10」～L19])以及不同类型试样的计算结果， 推荐采用以下几何尺寸，见图7。 推荐试样的几何尺寸如表1所示

GB/T 3075=2021

只要能保证标距长度的应力均匀分布，其他儿何形状的横截面和标距长度也可以使用。 推荐的夹持端连接方式如下： 光滑圆柱连接（液压夹紧）； 一台阶试样连接。 试验夹具宜定位试样，提供轴向对中，并消除间隙。试验夹具的设计将取决于试样端部细节。图9 给出了一些示例。 不推荐使用可能依赖于螺纹的疲劳试样设计

一般而言，上述段落中讨论的考虑因素也适用于板材的试验。然而，这些试验需要特定的儿何结机 和夹具，以避免届曲问题。 由于一般施加较小的力，需要用更灵敏的力传感器。夹持系统可能需要使用扁平的机械或液压钳 口。但是，对于后一种装配类型，很难确保正确对中。 通常，会通过缩减试样标距长度段的宽度来避免在夹持部位失效。在一些应用中，可能有必要在夹 持端增加衬板，以增加试样夹持部位的厚度，避免在夹具内失效（图10）。 如果板状试样位于具有平行边钳口的钳口内，则宜注意确保它们在钳口内居中对齐。做标记或定 位可能有助于实现这一点

5.2.2.2厚度2.5mm~5mm的板材

可以在没有防屈曲约束的情况下进行这些试验。 板状试样的可能几何形状如图8所示

5.2.2.3厚度小于2.5mm板材

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b）增强型台阶连接夹具

b）增强型台阶连接夹具

）光滑（圆柱形）连接夹具

图9多种试样装夹装置示意图

GB/T30752021

图10板状试样的夹持示意图

图11板状试样的抗屈曲的约束装置

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5.3. 1 一般要求

在任何一个旨在表征材料固有特性的疲劳试验程序中，试样的准备遵守下列建议是很重要的。如 果试验目的是为了确定与这些不符合的规定因素（如表面处理、氧化等）的影响，允许有一些偏离。任何 情况下，这些偏离应在试验报告中注明

5.3.2试样加工程序

选择的加工程序可能会在试样表面产生残余应力，从而影响试验结果。这些残余应力可能是在机 工阶段的热梯度或材料的变形或微观结构的变化引起的。在高温试验时，产生的残余应力可能部分 交者全部释放，因此残余应力的影响很小。然而，选择合适的机加工流程（特别是在最后的抛光阶段前） 减小残余应力。对于较硬材料，首选磨削，而不是车削或者铣削加工。 磨削：从离最终直径的0.1mm开始，进刀量不超过0.005mm/次。 抛光：用逐次变细的砂纸处理掉最后的0.025mm。建议最后的抛光沿着试样的轴向。 注1：材料微观结构的改变可能是由于温度升高和机加工中的应变硬化所导致。可以是组织中相的改变，更多的 情况是样品表面发生再结晶。由于试验的材料不再是初始状态，上述微观结构改变将直接导致试验结果无 效。因此，宜采取一切预防措施以避免这种风险。 注2：部分元素和化合物的存在会使特定材料的力学性能下降，例如氯和氢对钢和钛合金的影响。因此，在使用的 原料（切削液、清洁液如醇、酸性化合物等）中宜避免包含这些元素。建议在存储试样前进行清洗和脱脂 处理

WS／T 700-2020 洪涝灾区预防性消毒技术规范5.3.3取样和试样标识

试验时，从半成品或者构件的被测材料上的取样方式是影响结果的主要因素。因此取样时有必要 了解取样部位的全部信息。在试验报告中附上取样图，并宜清晰地标明： 每件试样的取样位置； 半成品的特征方向（轧制，挤压以及其他方向）； 每件试样的标记/标识符， 在每一个试样准备的不同阶段，试样都应有一个标识符号。这样的标识符号可以采用可靠的方法 标记在一些机加工过程中不容易丢失或者不影响试样数据的表面上（例如试样的端部）

5.3.4试样的表面状态

试样的表面状态对试验结果有影响。这类影响一般都和以下一个或者多个因素相关： 试样的表面粗糙度； 残余应力的存在； 材料微观结构改变； 杂质的引人。 以下的建议会让上述影响减至最小。 表面状态通常采用平均粗糙度或者类似的指标进行量化。这些参数对所得结果的影响很大程度在 试验条件，而且由于试样的表面腐蚀或者塑性变形可以减小上述因素的影响。因此无论试验条件如 可，都宜规定表面粗糙度不大于Ra0.2um，见GB/T3505和GB/T10610。 另一个不能被平均表面粗糙度所掩盖的重要参数是局部的机加工刮伤的存在。圆形试样的最后工 宜消除在车削工序中产生的圆周方向上划痕。特别建议在磨削之后进行纵向的抛光，抛光后再进行 低倍（大约20倍）检查，试样测试长度内不应有圆周方向的划痕。

GB/T 3075=2021

如果试样在粗加工后要进行热处理，最好在热处理后进行最终的抛光处理。否则热处理宜在真空 或惰性气体中进行，以防试样氧化。热处理不应改变所研究材料的微观结构特性。热处理条件和加工 程序应与试验结果一起报告。

肌加工阶段用不改变试样的表面状态的测量方法

5.3.6试样的保存和处

推荐采用独立的包装盒或带封头 的管保存试样。在某些情况下T／CSA／TR 008-2019标准下载，在真空容器或放有硅胶的干燥器中保存试样是必要的 宜尽可能减少试样处置。应特别注意标记试样。试验前，应在试样的每一端进行标识