هدف: آزمایش خستگی با هدف تعیین حد استقامت، قدرت خستگی و عمر خستگی یک ماده انجام می شود. این به مهندسان و محققان کمک می کند تا درک کنند که یک فلز چگونه تحت شرایط بارگذاری چرخه ای در دنیای واقعی مانند تنش مکرر، کرنش یا تغییر شکل عمل می کند.

منحنی S-N: منحنی استرس-عمر (S-N) یک نمایش گرافیکی از نتایج تست خستگی است. دامنه تنش چرخه‌ای (S) را در برابر تعداد چرخه‌های شکست (N) در مقیاس لگاریتمی ترسیم می‌کند. منحنی S-N به تعیین استحکام خستگی و تعیین عمر خستگی یک ماده کمک می کند.

نمونه‌های آزمایش: نمونه‌های آزمایش خستگی معمولاً هندسه‌های استاندارد شده‌ای هستند، مانند میله‌های استوانه‌ای صاف یا شیاردار. این نمونه‌ها با دقت ماشین‌کاری یا ساخته می‌شوند و ابعاد و سطح سطح آن‌ها برای مطابقت با استانداردهای آزمایشی خاص، مانند ASTM E606، کنترل می‌شود.

تجهیزات تست: ماشین‌های تست خستگی، به نام سیستم‌های تست خستگی یا تست‌کننده‌های خستگی، بارگذاری چرخه‌ای را بر روی نمونه آزمایش اعمال می‌کنند. این ماشین‌ها می‌توانند انواع بارگذاری از جمله بارهای محوری، خمشی، پیچشی یا ترکیبی را بسته به کاربرد مورد نظر یا شرایط واقعی قطعه فلزی اعمال کنند.

کنترل بار و کنترل کرنش: تست های خستگی را می توان تحت شرایط کنترل بار یا کنترل کرنش انجام داد. در آزمایش بار کنترل شده، دستگاه یک دامنه بار یا تنش ثابت اعمال می کند، در حالی که در تست کنترل شده با کرنش، دستگاه دامنه کرنش ثابتی را حفظ می کند. هر روش مزایای خاص خود را دارد و بر اساس کاربرد انتخاب می شود.

پارامترهای تست: تست خستگی مستلزم تعریف پارامترهای مختلفی از جمله تنش یا دامنه کرنش، تنش یا کرنش میانگین، فرکانس یا نرخ بارگذاری و تعداد سیکل‌هایی است که باید اعمال شوند. این پارامترها را می توان برای شبیه سازی شرایط عملیاتی خاص و محیط های بارگذاری سفارشی کرد.

معیارهای شکست: شکست خستگی می تواند به دلیل عوامل مختلفی مانند شروع و انتشار ترک، تخریب مواد یا ادغام ترک رخ دهد. معیارهای شکست مختلفی برای تجزیه و تحلیل و ارزیابی شکست خستگی استفاده می شود، از جمله معیارهای مبتنی بر استرس (مانند معیارهای گودمن، سودربرگ و گربر) و معیارهای مبتنی بر کرنش (مانند معیارهای مورو و اسمیت-واتسون-تاپر).

تجزیه و تحلیل داده ها: داده های آزمون خستگی برای تعیین حد استقامت و قدرت خستگی مواد تجزیه و تحلیل می شود. روش‌های آماری، مانند توزیع Weibull، ممکن است برای تخمین عمر خستگی و انجام تحلیل قابلیت اطمینان استفاده شود.

استانداردها و مقررات: تست خستگی اغلب با پیروی از استانداردها و دستورالعمل های شناخته شده مانند ASTM E466 و ISO 12106 انجام می شود تا از سازگاری و مقایسه نتایج آزمایش اطمینان حاصل شود. این استانداردها روش های دقیق، الزامات نمونه و روش های تجزیه و تحلیل را ارائه می کنند.