在汽车、航空航天、医疗器械、家电、工业设备等几乎所有机械系统中,弹簧都扮演着至关重要的角色——缓冲冲击、储存能量、维持压力、控制运动。
然而,弹簧并非“永不断”的弹性元件。在长期交变载荷作用下,它会因金属疲劳而悄然失效,轻则导致设备性能下降,重则引发安全事故。
例如:
汽车悬架弹簧断裂 → 车辆失控
发动机气门弹簧失效 → 严重机械损坏
医疗器械复位失灵 → 治疗中断
为确保弹簧在设计寿命内安全、可靠、不失效,一项关键的验证手段必不可少——弹簧疲劳寿命测试(Spring Fatigue Life Test)
它通过模拟弹簧在实际工况下的反复压缩、拉伸或扭转,评估其能承受多少次循环而不发生断裂或永久变形。
一、什么是弹簧疲劳寿命?
疲劳寿命(Fatigue Life),是指材料或零件在交变应力(反复加载与卸载)作用下,从开始使用到出现裂纹或完全断裂所经历的循环次数。
对于弹簧而言,其工作状态本身就是周期性变形(如压缩-回弹),因此疲劳失效是其最主要的失效模式。
✅ 疲劳破坏的特点:
无明显塑性变形,突发性断裂
起源于表面缺陷或应力集中点
受材料、工艺、环境、载荷谱共同影响
二、为什么要做疲劳寿命测试?
1. 安全要求
弹簧失效可能直接导致人身伤害或重大事故;
尤其在汽车、航空、医疗等领域,必须零容忍。
2. 寿命预估
通过测试建立 S-N曲线(应力-寿命曲线),预测弹簧在不同载荷下的使用寿命;
支持产品设计优化与寿命声明。
3. 质量控制
验证材料、热处理、表面处理(如喷丸强化)工艺是否达标;
批量生产中进行抽检,防止不良品流出。
4. 设计验证
新产品开发阶段,验证设计是否满足寿命要求;
对比不同设计方案的可靠性。
三、测试原理与设备
1. 测试原理
在弹簧两端施加周期性载荷(压缩、拉伸或扭转);
记录其在规定应力水平下,发生断裂或残余变形超标时的循环次数;
重复多组测试,绘制 S-N 曲线(Stress vs. Number of Cycles)。
四、常见测试类型

五、合格判定标准



