T_CSTM 00831-2023 金属材料 十字形面内双轴疲劳试验方法.docx

ICS77.040.10CCSH22

团体标准

T/CSTM00831—2023

金属材料十字形面内双轴疲劳试验方法

Metallicmaterials—Testingmethodforin-planecruciformbiaxialfatigue

2023-07-21发布2023-10-21实施

中关村材料试验技术联盟发布

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目次

前言 3

引言 4

1范围 5

2规范性引用文件 5

3术语和定义 5

4符号和说明 6

5试验原理 8

6仪器和设备 8

6.1一般要求 8

6.2试验机 8

6.3应变传感器 11

6.4加热与温度测量系统 12

6.5数据采集系统 13

7试样 13

7.1几何尺寸 13

7.2试样的制备 17

8试验程序 18

8.1试验环境 18

8.2检查和校准 18

8.3试样安装 18

8.4控制模式 19

8.5控制波形 19

8.6加载相位 19

8.7试验开始 20

8.8监测试验 20

8.9数据记录 20

8.10试验停止 21

8.11试样失效判定 21

9数据的处理与分析 22

9.1弹塑性载荷条件下两轴向的应力-应变关系曲线 21

9.2两轴向等效应力/应变幅值与疲劳寿命的关系 21

9.3裂纹扩展速率与能量释放率的关系 21

10试验报告 22

附录A(资料性)双轴试验机的类型和主要形式 23

附录B（资料性）基于有限元分析的十字形试样改进案例 23

附录C（规范性）推荐的十字型试样尺寸 23

附录D（资料性）不同相位差下的加载路径 23

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附录E(资料性)数据处理公式 32

附录F(资料性)起草单位和主要起草人 35

参考文献 36

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前言

本文件参照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》，GB/T20001.4《标准编写规则第4部分：试验方法标准》的规定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国材料与试验标准化委员会钢铁材料标准化领域委员会（CSTM/FC01）提出。

本文件由中国材料与试验标准化委员会钢铁材料标准化领域委员会（CSTM/FC01）归口。

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引言

金属板材在实际服役条件下会受到平面多轴疲劳载荷的作用，在多轴载荷的作用下金属板材常产生非比例附加强化效应并导致疲劳寿命缩短。由于单轴试验简单且成本低，目前对工程构件的疲劳寿命评价大多基于单轴试验数据，但是将材料特性的评估局限于单轴测试可能会导致对工程结构中材料行为的描述出现偏差。因此在一些工业领域（如核电、航空、化工等），研究金属板材的多轴疲劳性能对工程技术的发展和应用十分重要。

十字形面内双轴疲劳试验具有应变场均匀可测，不同加载轴之间的应力比、应变率、相位差等参量均易于控制调节等优点，已成为研究金属平板多轴力学性能的一种常用方法，被广泛用于平面双轴载荷下平板材料的低周、高周疲劳试验。

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金属材料十字形面内双轴疲劳试验方法

重要提示：使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。

1范围

本文件规定了金属材料十字形面内双轴疲劳试验方法的术语和定义、符号和说明、试验原理、试验设备、试样、试验程序、试验结果表达及试验报告等。

本文件适用于金属材料在室温或高温下采用十字形试样在各加载轴施加幅值恒定的加载波形，以实现比例或非比例加载路径以及路径变换的双轴疲劳试验。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，标注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T6398金属材料疲劳试验疲劳裂纹扩展