S-N曲线 / Woehler曲线

S-N曲线描述：

• R_m静态强度（这里为拉伸强度）
• S_a标称应力幅
• S_aD高周疲劳强度
• N容许循环数
• N_D边缘载荷循环数
• N_G循环数阈值
• K低周疲劳 / 低周疲劳强度
• Z有限寿命疲劳 / 有限寿命疲劳强度
• D高周疲劳 / 高周疲劳强度

低周疲劳K的载荷循环数范围约为10⁴到10⁵。

低周疲劳强度通过低周疲劳(LCF)试验测定。在这个范围中，材料和部件所受的应力达到在循环过程中发生塑性变形的程度，并且材料在早期阶段失效。Coffin-Manson模型通常用于更详细的表示。

在四分之一循环内导致试样断裂的载荷称为静态强度，也可通过拉伸试验测定。

有限寿命疲劳Z是循环数介于10⁴到2·10⁶之间的范围（取决于材料）。在有限寿命疲劳范围内，试样总是达到失效标准条件（如裂纹或断裂）。

有限寿命疲劳强度通过高周疲劳(HCF)试验测定。试验结束后，测试结果是一个载荷幅下的载荷循环数。

高周疲劳D表示材料在循环加载期间无明显疲劳或失效迹象的情况下能够承受的应力极限。高周疲劳在高周疲劳试验期间测定。

在高周疲劳区域，确定了有限的循环数N_G。如果试样在达到此有限的循环数之前失效，则视为“失效”。在高周疲劳试验期间，能够承受1,000,000次以上循环而无断裂的材料被视为抗疲劳材料。

高周疲劳概念产生明显低于静态概念的允许应力。

高周疲劳范围内的S-N (Woehler)曲线过程分为3类：

• S-N曲线的水平过程：铁素体钢常出现明显的高周疲劳强度或长期疲劳强度
• S-N曲线以较小的倾角进一步下降：经常发生在奥氏体钢或铝上
• 在初始水平过程之后，S-N曲线在大约10⁸次循环后下降：内部缺陷导致表面下面出现裂纹

• DIN 50100 - 载荷控制疲劳试验 – 金属试样和部件恒定载荷幅循环试验的执行和评估
• ASTM E466-15 - 金属材料力控制恒定振幅轴向疲劳试验标准规程
• ISO 1099 - 金属材料 - 疲劳试验 - 轴向力控制法
• DIN EN 6072 - 航空航天系列 - 金属材料 - 试验方法 - 等幅疲劳试验