S-N曲線 / Woehler曲線

S-N曲線描述：

• R_m 靜態強度（此為拉伸強度）
• S_a 標稱應力振幅
• S_aD 高週疲勞強度
• 可承受的循環次數 N
• N_D 邊緣負載循環數
• N_G 循環數臨界值
• K 低週疲勞 / 低週疲勞強度
• Z 有限壽命疲勞 / 有限壽命疲勞強度
• D 高週疲勞 / 高週疲勞強度

低週疲勞K的負載循環數範圍約為10⁴到10⁵。

低週疲勞強度透過低週疲勞(LCF)測試測定。在這個範圍內，材料和組件所受的應力達到在循環過程中發生塑性變形的程度，並且材料在早期階段失效。Coffin-Manson模型通常被用於更詳盡的表示。

在四分之一週期内導致試片斷裂的負載稱為靜態強度，也可透過拉伸測試測定。

有限壽命疲勞Z是循環數介於10⁴到2·10⁶之間的範圍（取決於材料）。在有限壽命疲勞範圍内，試片始終達到失效標準條件（如裂縫或斷裂）。

有限壽命疲勞強度透過高週疲勞(HCF)測試測定。測試結束後，測試結果是一個負載幅度下的負載循環數。

高週疲勞D表示材料在週期性負荷期間無明顯疲勞或失效跡象的情況下能夠承受的應力極限。在高週疲勞測試期間測定高週疲勞。

在高週疲勞區域內，制定了一個循環次數限值 N_G。若試樣在達到此循環次數限值之前失效，則判定為「不合格」。在高週疲勞測試期間，能夠承受 1,000,000 次以上循環而無破斷的材料被視為抗疲勞材料。

高週疲勞概念產生明顯低於靜態概念的容許應力。

高週疲勞範圍内的S-N (Woehler)曲線過程分為3類：

• S-N 曲線的水平走向：肥粒鐵鋼通常具有顯著的高週疲勞強度或長期疲勞強度
• S-N曲線以較小的傾斜角進一步下降：這經常發生在沃斯田鋼或鋁上
• 在初始水平過程之後，S-N曲線在大約10⁸次循環後下降：内部缺陷導致表面之下出現裂紋

• DIN 50100 - 負載控制疲勞測試 – 金屬試片和組件恆定負載幅度循環測試的執行和評估
• ASTM E466-15 - 金屬材料力控制恆定振幅軸向疲勞測試標準實施規程
• ISO 1099 - 金屬材料 - 疲勞測試 - 軸向力控制法
• DIN EN 6072 - 航空航太系列 - 金屬材料 - 測試方法 - 恆定振幅疲勞測試