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U型波紋管疲勞壽命試驗選擇波紋管疲勞試驗機來完成試驗。
波紋管是壓力容器和管道系統以及儀器儀表中常用的連接、補償和密封隔離裝置。它的特點是軸向剛度大、徑向剛度小，故能承受較大的軸向位移，同時還能承受一定的內、外壓。當軸向力較小時，波紋管的變形較小，其剛度保持不變；在較大軸向力的作用下，波紋管產生大變形，其剛度隨變形不斷的變化，此時波紋管的彈性是非線性的。因此波紋管的彈性特性既有線性的也有非線性的，受力分析相當復雜。同時在工作過程中載荷是動態的，載荷的變化規律也較復雜。而作為一關鍵零部件，其壽命將嚴重影響整個系統的性能和壽命。
累積損傷是有限壽命設計的核心問題，疲勞累積損傷假設多達數十種，疲勞分析常用帕爾姆格林-邁格(Palmgren-Miner)假設，通常稱之為線性累積損傷理論。Miner假定載荷循環是正弦形的，傳給試樣并被其吸收的全部功都用來產生試樣的破壞(但不發生應變硬化);存在于各種對稱因素載荷之間的關系，可以用修正的Goodman圖來表示，破壞的判據是形成肉眼可見的裂紋。在上述的假定下用公式表示為:
式中:D為疲勞累積系數;ni為第i階應力水平下的實際應力循環數;Ni為第i階應力水平下的疲勞壽命;k為應力譜中應力范圍的級數。當D值小于1時，認為被評估對象是安全的，不會發生疲勞破壞。D值等于和大于1時，意味著被評估對象開始破壞和已經破壞。線性累積邊損傷理論不考慮不同應力幅作用順序的影響，大量實際工程經驗證明，當低應力幅的交變循環在前而高應力幅的交變循環在后時，疲勞累積系數可以稍稍大于1.
每級應力水平下的疲勞壽命是根據相應材料的S-N曲線得到。S-N曲線描述的是應力幅σa和該應力幅下開始破壞的循環數Nf(即疲勞壽命)關系，它能較準確地描述波紋管材料的高周疲勞循環破壞特性。如圖1所示，隨著N的增加疲勞許用應力迅速減小，但超過100萬次后大應力不再發生變化，且曲線維持在350MPa處，該應力稱為*交變應力下的材料疲勞持久極限。對于鋁合金試件，就不能找到這樣的材料疲勞持久極限。目前有許多種方程可以近似描述S-N曲線，簡單、常用的是冪函數形式:
式中:σf是疲勞強度，是由S-N曲線外推到個半循環(2σf=1)的應力幅值;h是疲勞強度指數，是雙對數坐標中S-N曲線的斜率。
在復雜的彎矩、扭矩、軸向力共同作用下，平均應力不為零，通常要用修正的Goodman圖得到平均應力不為零時的等效應力幅，如圖2所示。σe為材料的疲勞許用極限，在沒有實驗依據時，σe可以通過式(3)確定:
式中:ka為表面加工系數;kb為尺寸系數;kc為可靠性系數;kd為溫度系數;ke為加強因子。它考慮了在階梯處和開槽處的應力集中，由應力集中因子和材料切口敏感度來計算加強因子ke.σc是根據材料強度極限σb來確定的(σb≤1400MPa時，σe=O.5σb;σb>1 400MPa時，σe=700MPa)。另外可以修正S-N曲線，平均應力對應力壽命曲線的影響較復雜，常用的考慮方法是用σf-σm代替式中的σf，即:
實際的許用疲勞曲線還需用應力幅安全系數和循環數安全系數來修正疲勞曲線，參照英國BS5500，應力幅安全系數2.2，循環數安全系數取15。
