
【計】 accelerated fatigue test
accelerate; quicken; crack on; gather way; pickup; speed
【計】 accelerating; increase speed; speed-up
【醫】 acceleration; auxo-
【經】 accelerate; prompt; speed up
【化】 fatigue test; protractedtest
【醫】 fatigue tests
加速疲勞試驗(Accelerated Fatigue Testing)是一種通過施加高于實際使用條件的載荷或頻率,以縮短測試周期并預測材料或産品長期耐久性的實驗方法。該術語在機械工程和材料科學領域中具有明确的技術定義與應用場景,以下是其核心要素的漢英對照解析:
定義與原理
加速疲勞試驗中文全稱為「加速疲勞試驗」,英文對應"Accelerated Fatigue Testing"。其核心原理基于帕裡斯定律(Paris' Law),通過提高應力幅值(Stress Amplitude)或循環頻率(Cyclic Frequency),使材料在短時間内經曆相當于實際服役周期内的疲勞損傷積累過程。數學模型可表示為:
$$ frac{da}{dN} = C(Delta K)^m $$
其中$a$為裂紋長度,$N$為載荷循環次數,$Delta K$為應力強度因子範圍。
應用領域
該測試廣泛應用于航空航天(如飛機起落架評估、汽車工業(底盤部件驗證)、醫療器械(人工關節壽命預測)等領域。國際标準ASTM E466和中國國标GB/T 3075-2020均對金屬材料的加速疲勞測試程式作出規範。
測試參數
關鍵參數包括載荷譜(Loading Spectrum)設計、頻率加速因子(Frequency Acceleration Factor)計算和失效判據(Failure Criteria)設定。美國材料試驗協會(ASTM)發布的STP 588號文件中建議,頻率加速需控制在材料不發生溫升效應的臨界範圍内。
結果外推驗證
根據《機械工程手冊(第5版)》第21章所述,測試數據需通過Miner線性累積損傷理論進行壽命外推,同時配合實際工況下的現場測試數據進行相關性修正,以保障加速試驗結果的有效性。
需要特别說明的是,所有引用标準與文獻均可在國家标準全文公開系統(openstd.samr.gov.cn)及ASTM國際标準數據庫查詢原始文本。
加速疲勞試驗是疲勞試驗的一種改進方法,主要用于材料科學和工程領域,旨在通過增加載荷頻率、提高應力水平或模拟極端環境條件,加速材料或結構的疲勞失效過程,從而在較短時間内評估其耐久性和壽命。以下是具體解釋:
基本原理
通過施加高頻交變載荷(如循環應力、溫度變化等),模拟材料在實際使用中經曆的長期疲勞效應。例如,金屬材料在反複應力作用下可能産生微裂紋,加速試驗可快速觀測其擴展直至斷裂的過程。
常用方法
應用場景
主要用于評估航空航天部件、汽車零部件、建築結構等關鍵材料的可靠性,幫助優化設計和材料選擇。
在臨床診斷中,疲勞試驗用于檢測肌肉或神經功能異常,例如:
維度 | 加速疲勞試驗(材料) | 醫學疲勞試驗 |
---|---|---|
目的 | 評估材料耐久性、預測壽命 | 診斷肌肉/神經功能障礙 |
方法 | 高頻載荷、高應力、環境模拟 | 臨床動作觀察或簡單儀器檢測 |
加速機制 | 通過物理條件加速失效 | 無加速,僅通過重複動作誘發症狀 |
總結來說,加速疲勞試驗的核心是縮短測試周期,多用于工業領域;而醫學中的疲勞試驗則是通過特定動作誘發病理性疲勞反應,兩者在原理和應用場景上有本質差異。
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