耐用性

耐久性是材料科学中使用的一个术语，它指的是部件的计算寿命．耐久性是指材料和部件在计算的使用寿命内，在考虑相关环境条件的情况下，承受静态、准静态和动态(反复或冲击)载荷而不损坏的能力。

耐久性的测定方法可以是计算方法，也可以是试验结果。因此，耐久性是一门横向科学，包括荷载(机械和环境)、材料、生产和施工的相互作用。

动态应力几乎总是部件失效的原因。通常，在载荷显著低于静态拉伸试验中观察到的失效载荷时，就会发生失效。疲劳寿命作为耐久性的一部分，是指材料在循环应力作用下的变形和破坏行为。

部件在运行负载下所能承受的循环次数，直到失效为止，可以使用强度衰减．

部件的耐用性

很多时候，开发人员并没有设计一个抗疲劳的组件，而是设计一个高耐久性的组件。

为了确定部件的耐用性，所有类型的装载必须考虑从静态蠕变加载来冲击荷载来循环荷载，在恒定或可变振幅。环境条件如温度、沉淀、压力，以及材料的变化所引起的腐蚀或老化都被考虑在内。接下来的挑战是使用最简单的测试来确定特征值，在此基础上，设计人员可以开发可靠的组件。

这里的问题是，损伤过程非常复杂，实际上不能用一个参数来描述。它总是以the开头微裂纹的形成从内部缺陷或缺口发出的，在那里发生循环塑性变形。的性能的测试用来描述这个过程。接下来是裂纹扩展到失败，使用断裂力学的方法。

的高周疲劳试验(也)测试)没有区别裂纹萌生而且裂纹扩展利用S-N曲线，用损伤累积法(如Plamgren/Miner法)比较容易预测在可变载荷振幅下的使用寿命。

然而，仍然存在用于验证的组件测试，尽管由于材料表征的现代方法，这涉及的工作量大大减少。

如今，几乎所有技术领域都在测试耐久性。耐久性提供了一定的优势，特别是在轻质结构中。组件需要较少的材料，因此有一个较低的质量，当他们被设计为耐用而不是抗疲劳。例如，在汽车工业中，更轻的车辆需要更少的燃料，但更轻的结构也允许更高的负载能力。耐用的设计在一定程度上也满足了功能性的要求:设计为抗疲劳的飞机将无法飞行，因为它们太重了。

组件的开发

在运行过程中，机器、系统或车辆的几乎每一个部件都暴露在机械载荷下，随着时间的推移，这些载荷会引起变化。开发人员的任务是创建一个产品在整个使用寿命内实现其功能这通常与短开发时间、轻量化结构的要求和高成本效益的生产形成对比。寿命估算计算方法在疲劳试验中的应用，为零件设计的可靠性和经济性提供了依据。疲劳断裂力学还支持裂纹扩展的描述。来自无损测试的特征数可以包括在产品开发中。

持久组件的目标是

达到要求的使用寿命
组成结构或整个系统的部件的可靠性
在达到额定使用寿命之前防止故障或停机的保证(故障概率)

耐久性的实验测定

部件的使用寿命不仅取决于负载的水平，还取决于负载的顺序。在耐用部件设计的情况下，操作相似的负载-时间序列(可变振幅的负载序列)比单调加载试验提供更可靠的使用寿命信息。

模拟测试

为了测试耐久性，将进行模拟测试，其中记录的负载时间信号将在测试台上尽可能准确地再现。试验台和组件的行为导致实际信号，尽管有一个最优设置的控制器，与所需的设定值信号不对应。为了改善仿真行为(设定值或目标信号与实际信号之间的对应关系)，在迭代过程中改变设定值信号，直到实际信号与原始设定值信号对应为止。

使用标准化负载序列的测试

标准化荷载序列是从典型设计应用的大量具有代表性的运行荷载测量中推导出来的，并在国际上作为动态受力构件的评估基础。