單秋成Shin, Chow-Shing臺灣大學:機械工程學研究所林士瑋Lin, Shih-WeiShih-WeiLin2010-06-302018-06-282010-06-302018-06-282008U0001-2107200811322500http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/187316進行疲勞性質試驗，微型平板試片比標準試片節省材料與製作成本，改採取微型疲勞試驗機來取代大型材料試驗機，更能藉著其高拉伸頻率來縮短疲勞試驗的時間，且機台體積小、結構簡單，維護較方便。本篇研究係針對微型疲勞試驗機進行改良設計以利進行微型平板試片疲勞試驗，並進行2014-T651鋁合金、7075-T651鋁合金、304不鏽鋼與4340合金鋼的微型平板試片等振幅負載疲勞拉伸試驗和7075-T651鋁合金的微型平板試片高峰拉伸應力減速現象試驗，將上述二種不同負載控制模式的試驗結果與標準試片的試驗結果進行比較以證明微型平板試片疲勞試驗的可行性。各組試驗結果經比較之下均具有關聯性，能夠證實微型平板試片疲勞試驗結果的可信度。Using miniature specimens could save material and cost during fatigue testing. Conventional fatigue test was conducted by MTS (material test system) which would be time and cost consuming. The purpose of this study was to propose a miniature fatigue test system for evaluating the fatigue properties using miniature specimens. The advantages of miniature fatigue test system included high working frequency, small volume, simple structure, and easy to repair. Materials of the miniature specimens used in this study were 2014-T651 aluminum alloy, 7075-T651 aluminum alloy, 304 stainless steel, and 4340 steel alloy. Constant amplitude loading with or without overload fatigue testing have been carried out. The fatigue crack growth properties results of the miniature specimens were compared with that of the standard specimens. The experimental results show that miniature fatigue test system was practicable.誌謝 i要 iibstract iii錄 iv目錄 vi目錄 ix目錄 ix一章 緒論 1.1 前言 1.2 研究動機 1文架構 2二章 文獻回顧 3.1 前言 3.2 疲勞裂縫生長 3.2.1 應力強度因子（Stress Intensity Factor） 3.2.2 具單邊裂縫平板試片之應力強度因子估算[4] 4.2.3 Paris’s Law 4.2.4裂縫封閉效應 5.2.5 Elber修正式 6.2.6 高峰拉伸應力減速現象 7.3縮小尺寸試片的技術 7三章 研究工具和實驗方法 13.1 前言 13.2 實驗材料與試片規格 13.2.1 材料性質 13.2.2 試片規格 14.2.3 試片編號 14.2.4 本試驗小試片之應力強度因子估算[4] 15.3 實驗設備簡介 15.3.1 微型疲勞試驗二號機主體 16.3.2 儀器 18.3.3 控制系統 19.4 實驗程序 19.4.1 試片準備 19.4.2 夾具校正 19.4.3 實驗系統 20.4.4 影像輸出觀測 20.4.5負載控制模式 20.4.6 量測裂縫封閉 21.4.7 實驗數據分析 23四章 微型疲勞試驗機比較 37.1 微型疲勞試驗一號機概況[38] 37.2微型疲勞試驗二號機前期概況 38.3微型疲勞試驗二號機後期概況 39.3.1 MTS材料試驗機的回授機制：MTS 406控制器與Servovalve 39.3.2 自製轉換電路板 39.4 結論 40五章 實驗結果與討論 48.1 實驗數據處理 48.2等振幅負載疲勞拉伸試驗 48.2.1 實驗數據分析 48.2.2 標準試片與小試片所處應力狀態討論 53.2.3 比較與討論 56.3 高峰拉伸應力減速現象試驗 57.3.1實驗數據分析 57.3.2 比較與討論 59六章 結論與未來工作 75.1 結論 75.2未來工作 76考文獻 77錄A 等振幅負載疲勞拉伸試驗各試片裂縫成長初、中、後期裂縫封閉補償圖形之附圖 81錄B 等振幅負載疲勞拉伸試驗各試片U（應力有效強度比）~ΔK（應力強度因子幅）關係圖與U~裂縫長度關係圖之附圖 883556024 bytesapplication/pdfen-US疲勞性質試驗微型平板試片疲勞裂縫生長裂縫封閉效應高峰拉伸應力減速fatigueminiature specimensfatigue crack growthcrack closureoverload retardationthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/187316/1/ntu-97-R95522501-1.pdf