S-N曲線 / Woehler曲線

S-N曲線描述：

• R_m 靜態強度（此為拉伸強度）
• S_a 標稱應力振幅
• S_aD 高週疲勞強度
• 可承受的循環次數 N
• N_D 邊緣負載循環數
• N_G 循環數臨界值
• K 低週疲勞 / 低週疲勞強度
• Z 有限壽命疲勞 / 有限壽命疲勞強度
• D 高週疲勞 / 高週疲勞強度

低週疲勞K的負載循環數範圍約為10⁴到10⁵。

低週疲勞強度透過低週疲勞(LCF)測試測定。在這個範圍內，材料和組件所受的應力達到在循環過程中發生塑性變形的程度，並且材料在早期階段失效。Coffin-Manson模型通常被用於更詳盡的表示。

在四分之一週期内導致試片斷裂的負載稱為靜態強度，也可透過拉伸測試測定。

有限壽命疲勞Z是循環數介於10⁴到2·10⁶之間的範圍（取決於材料）。在有限壽命疲勞範圍内，試片始終達到失效標準條件（如裂縫或斷裂）。

有限壽命疲勞強度透過高週疲勞(HCF)測試測定。測試結束後，測試結果是一個負載幅度下的負載循環數。

高週疲勞 D 表示材料在週期負載期間可以承受的應力極限，而不會出現明顯的疲勞或失效跡象。 高週疲勞是在高週疲勞測試期間測定的。

在高週疲勞領域，建立了有限的循環次數 N_G。如果試片在達到這個有限的循環次數之前失效，則被認為是“失效”。 在高週疲勞測試期間，能夠承受超過 1,000,000 次循環而不斷裂的材料被認為是抗疲勞的。

高週疲勞概念產生明顯低於靜態概念的容許應力。

高週疲勞範圍内的S-N (Woehler)曲線過程分為3類：

• S-N 曲線的水平走向：鐵素體鋼經常出現明顯的高週疲勞強度或長期疲勞強度
• S-N曲線以較小的傾斜角進一步下降：這經常發生在沃斯田鋼或鋁上
• 在初始水平過程之後，S-N曲線在大約10⁸次循環後下降：内部缺陷導致表面之下出現裂紋

• DIN 50100 - 負載控制疲勞測試 – 金屬試片和組件恆定負載幅度循環測試的執行和評估
• ASTM E466-15 - 金屬材料力控制恆定振幅軸向疲勞測試標準實施規程
• ISO 1099 - 金屬材料 - 疲勞測試 - 軸向力控制法
• DIN EN 6072 - 航空航太系列 - 金屬材料 - 測試方法 - 恆定振幅疲勞測試