许 巍 ，陈 新

（中国航发北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室1，中国航空发动机集团材料检测与评价重点实验室2：北京100095）

0 引言

以往材料疲劳测试的最大循环数普遍不超过107周次，其主要原因之一是传统上认为材料的S-N曲线在107周次之前就趋于水平，由此认为材料存在无限疲劳寿命[1]。随着疲劳测试水平的不断提升，许多工程材料直到1010周次的应力循环后仍会发生疲劳断裂，这也对航空发动机设计理念产生了重要影响[2-4]，修订后的国家军用标准《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》（GJB241A-2010）就明确规定：“航空发动机所使用的全部钛合金构件应至少具有109循环疲劳寿命”。于是对钛合金的高周疲劳性能数据提出了更高的要求。

对超高周疲劳测试而言，由于加载的循环周次非常高，如何提高测试效率便成为能否有效开展超高周疲劳测试的关键[5-7]。目前，欧洲和美、日等[8-10]发达国家发展了超高频率加速疲劳试验系统，并开展了大量的测试研究工作，部分研究成果已在航空发动机结构设计中得到应用，并提高了现有的疲劳设计规范水平，加深了疲劳破坏机制的认识。超声疲劳试验就是其中一种重要的测试手段，为材料超高周疲劳研究提供了有力支撑。在实际测试过程中，试样的加载频率可达到20 kHz，尽管试验效率比较高，但由于加载频率极高、试样过热等不利因素对测试结果将会产生较大影响；超声疲劳与普通高频疲劳测试条件下的材料破坏机理是否相同还处于争议中[10-11]。……