
【计】 accelerated fatigue test
accelerate; quicken; crack on; gather way; pickup; speed
【计】 accelerating; increase speed; speed-up
【医】 acceleration; auxo-
【经】 accelerate; prompt; speed up
【化】 fatigue test; protractedtest
【医】 fatigue tests
加速疲劳试验(Accelerated Fatigue Testing)是一种通过施加高于实际使用条件的载荷或频率,以缩短测试周期并预测材料或产品长期耐久性的实验方法。该术语在机械工程和材料科学领域中具有明确的技术定义与应用场景,以下是其核心要素的汉英对照解析:
定义与原理
加速疲劳试验中文全称为「加速疲劳试验」,英文对应"Accelerated Fatigue Testing"。其核心原理基于帕里斯定律(Paris' Law),通过提高应力幅值(Stress Amplitude)或循环频率(Cyclic Frequency),使材料在短时间内经历相当于实际服役周期内的疲劳损伤积累过程。数学模型可表示为:
$$ frac{da}{dN} = C(Delta K)^m $$
其中$a$为裂纹长度,$N$为载荷循环次数,$Delta K$为应力强度因子范围。
应用领域
该测试广泛应用于航空航天(如飞机起落架评估、汽车工业(底盘部件验证)、医疗器械(人工关节寿命预测)等领域。国际标准ASTM E466和中国国标GB/T 3075-2020均对金属材料的加速疲劳测试程序作出规范。
测试参数
关键参数包括载荷谱(Loading Spectrum)设计、频率加速因子(Frequency Acceleration Factor)计算和失效判据(Failure Criteria)设定。美国材料试验协会(ASTM)发布的STP 588号文件中建议,频率加速需控制在材料不发生温升效应的临界范围内。
结果外推验证
根据《机械工程手册(第5版)》第21章所述,测试数据需通过Miner线性累积损伤理论进行寿命外推,同时配合实际工况下的现场测试数据进行相关性修正,以保障加速试验结果的有效性。
需要特别说明的是,所有引用标准与文献均可在国家标准全文公开系统(openstd.samr.gov.cn)及ASTM国际标准数据库查询原始文本。
加速疲劳试验是疲劳试验的一种改进方法,主要用于材料科学和工程领域,旨在通过增加载荷频率、提高应力水平或模拟极端环境条件,加速材料或结构的疲劳失效过程,从而在较短时间内评估其耐久性和寿命。以下是具体解释:
基本原理
通过施加高频交变载荷(如循环应力、温度变化等),模拟材料在实际使用中经历的长期疲劳效应。例如,金属材料在反复应力作用下可能产生微裂纹,加速试验可快速观测其扩展直至断裂的过程。
常用方法
应用场景
主要用于评估航空航天部件、汽车零部件、建筑结构等关键材料的可靠性,帮助优化设计和材料选择。
在临床诊断中,疲劳试验用于检测肌肉或神经功能异常,例如:
维度 | 加速疲劳试验(材料) | 医学疲劳试验 |
---|---|---|
目的 | 评估材料耐久性、预测寿命 | 诊断肌肉/神经功能障碍 |
方法 | 高频载荷、高应力、环境模拟 | 临床动作观察或简单仪器检测 |
加速机制 | 通过物理条件加速失效 | 无加速,仅通过重复动作诱发症状 |
总结来说,加速疲劳试验的核心是缩短测试周期,多用于工业领域;而医学中的疲劳试验则是通过特定动作诱发病理性疲劳反应,两者在原理和应用场景上有本质差异。
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