疲勞試驗機是一種用于模擬材料或構件在重復載荷作用下力學性能變化的精密設備，主要測試材料、零件或結構的抗疲勞性能，即抵抗因長期反復受力而產生損傷、裂紋直至斷裂的能力。其測試范圍廣泛，涵蓋多個行業和材料類型，具體測試內容可分為以下幾類：
金屬材料測試
金屬是疲勞試驗機的主要測試對象，常見測試包括：
拉伸疲勞測試：模擬材料在反復拉伸載荷下的性能（如螺栓、鋼筋）。
彎曲疲勞測試：通過反復彎曲評估材料抗疲勞能力（如軸類零件、葉片）。
扭轉疲勞測試：針對承受反復扭矩的部件（如傳動軸、彈簧）。
復合載荷疲勞測試：同時施加拉伸、彎曲、扭轉等多種載荷，模擬復雜工況（如汽車底盤零件）。
非金屬材料測試
包括塑料、橡膠、復合材料等，測試重點為：
橡膠疲勞測試：如輪胎、密封件的耐屈撓疲勞（需模擬溫度、濕度等環境因素）。
復合材料層間疲勞測試：評估纖維增強復合材料的層間剝離或斷裂風險（如航空航天部件）。
塑料疲勞壽命測試：檢測工程塑料在反復受力下的脆化或開裂行為（如家電外殼、機械零件）。
構件 / 成品測試
直接對組裝后的零件或成品進行測試，例如：
恒幅疲勞測試
施加固定振幅的交變載荷（如正弦波、方波），記錄材料斷裂時的循環次數（即疲勞壽命 N），用于繪制材料的S-N 曲線（應力 - 壽命曲線），是最基礎的疲勞測試方法。
變幅疲勞測試
模擬實際工況中載荷的隨機變化（如汽車行駛時路面的不規則沖擊），通過程序控制載荷振幅、頻率隨時間變化，更貼近真實使用場景，常用于零部件的可靠性驗證。
低周疲勞測試
針對承受大應變、低循環次數（通常 < 10?次）即斷裂的材料（如壓力容器、汽輪機葉片），重點測試材料在塑性變形范圍內的疲勞行為。
高周疲勞測試
適用于小應力、高循環次數（通常 > 10?次）下的疲勞破壞（如軸承、齒輪），測試需持續高頻率循環（可達數千次 / 分鐘），直至材料斷裂或達到預設循環次數（如 10?次視為 “無限壽命"）。
疲勞裂紋擴展測試
預先在試樣上制造微小裂紋，通過監測裂紋長度隨循環次數的變化，計算裂紋擴展速率，評估材料的抗裂紋擴展能力（用于斷裂力學分析）。
許多疲勞測試需結合環境條件，模擬材料在復雜環境中的性能：
高低溫疲勞測試：在高溫（如發動機零件）或低溫（如極地設備）環境下施加交變載荷，評估溫度對疲勞壽命的影響。
腐蝕疲勞測試：在潮濕、鹽霧或化學介質中測試（如海洋工程設備、化工管道），研究腐蝕與疲勞的協同作用。
振動疲勞測試：通過高頻振動模擬交通工具（如飛機、高鐵）的振動環境，測試部件的抗共振疲勞能力。
確定材料的疲勞極限（即材料能承受無限次循環而不斷裂的最大應力值）。
評估零部件在實際工況下的使用壽命，為產品設計提供數據支持（如確保汽車零件壽命達 10 萬公里以上）。
優化材料配方或工藝（如通過調整熱處理工藝提升金屬的抗疲勞性能）。
驗證產品可靠性，降低因疲勞斷裂導致的安全風險（如橋梁坍塌、飛機事故等）。
