金屬疲勞是一種長期重複對金屬材料施加微小負荷，導致金屬疲勞和破裂的現象。

支持我們生活的機械結構由各種金屬產品組成。
那麼，這類金屬產品是否永遠不會破裂？
是的，無論如何它們都會破裂。
金屬破裂發生的時間和程度？

Th導致金屬產品斷裂的因素主要有兩種。
請參閱下面的圖表。

由金屬疲勞引起的嚴重事故，過去曾發生在我們熟悉的事物上，例如飛機、火車、橋樑和過山車。

year 1954

世界上第一架英國飛機 COMET 因為飛機窗戶角落的疲勞破壞而在半空中解體。

year 1994

韓國 Seongsu 大橋突然倒塌，是由於焊接缺陷及交通流量增加導致疲勞斷裂快速進行。

year 1998

德國高速列車 ICE 因防震輪胎疲勞斷裂而脫軌。

year 2007

日本大阪一家遊樂園的雲霄飛車因車軸疲勞斷裂而脫軌。

金屬疲勞的研究已經開發出來，以避免這類意外發生。

那麼，您認為需要如何預防上述那些意外？
它是可靠且安全的設計。
而且，擁有這樣的設計需要的是致命強度 !
此外，這是使用疲勞試驗機找出疲勞強度的最佳方法。

作為安全設計基礎的疲勞強度資料是否有足夠的確定性，現在是不是該再看一次了？

在材料科學領域中，「千兆週期疲勞」是現今的趨勢。為什麼？
請參閱下面的圖表。

因此，一旦我們的目標是建立一個對地球友善的社會，它自然會讓我們儘量長時間使用所有金屬製品。
然而，有一個問題「真的可以安全地使用它們嗎？
在材料科學領域中，關於這個問題的研究成果仍然很少。
這是因為它需要大量的時間。
事實上，進行千兆週期的疲勞試驗需要極長的時間（超過 107 次）。

然而，除非在千兆週期制度下進行疲勞測試，否則我們將永遠無法實現對地球友善的安全社會。
因此，我們開發了多種類型的疲勞試驗機。
我們的雙主軸旋轉本芬疲勞試驗機 “GIGA QUAD “可以同時進行 4 個試件的測試，這意味著非常快的速度！

疲勞試驗的進行方式如下所示。

S-N 曲線中的 S 代表「應力」，表示重複負荷。
N 代表「至破壞的循環次數」。
S 為縱軸，N 為橫軸，兩者構成下圖的曲線。

上圖是 S-N 曲線的範例。
該曲線呈現下降趨勢。從中可看出，循環次數愈多，即使是較小的應力也會造成疲勞破壞。
然而，我們也可以發現一條線，表示在一定的重複應力下，即使無限次施加負荷也不會破壞，這稱為「疲勞極限」。

近年來有一些新的理論並持續研究：
「到 10⁷ 次出現的疲勞極限是真的嗎？」
「若試驗持續到超過傳統範圍的 Giga 循環區域，實際上可能會發生疲勞破壞，已經有幾個破壞案例被發現。」

您想為某種材料建立 S-N 曲線嗎？

不同於一般金屬試樣的試驗機，我們的 GIGA QUAD® 可以在多種環境條件（如腐蝕環境、高溫環境等）下，同時對 4 個試樣進行高效率的疲勞試驗。

詳細資訊，您可以在這裡觀看 GIGA QUAD® 的運作方式：

我們需要 S-N 曲線來確保機械結構的安全性與可靠性，並比較傳統材料與新材料。

■ 比較傳統材料與新開發的材料

在開發新材料以改善或取代傳統材料時，會利用 S-N 曲線。
繪製 S-N 曲線後，可以確認新開發材料比傳統材料更不易破壞、強度更高。
因此，您可以放心採用新材料。

■ 應用於產品設計

若 S-N 曲線的疲勞極限不明確，產品必須設計過大的安全係數。
因此，產品會變得更重，成本也會高於預期。
換句話說，如果能掌握清楚的 S-N 曲線，就能減輕重量並降低成本。

■ 應用於品質檢驗

當材料出現品質申訴時，可利用 S-N 曲線進行檢驗。
首先，製作申訴材料的試樣，然後繪製 S-N 曲線。
與傳統材料比較後，可以確認該材料是否存在問題。
若材料有問題，則有機會改進生產技術。

■ 評估表面改質

GIGA QUAD 適用於任何金屬疲勞特性與表面改質的研究。
在迴轉彎曲試驗中，材料表面的負荷最大，而中心負荷為零。由於 GIGA QUAD 採用迴轉彎曲方式，因此表面處理前後的疲勞強度差異能夠明顯看出，而非僅靠軸向負荷。

鋁鑄件陽極處理對長壽命疲勞行為之影響（迴轉彎曲試驗）

在一般的迴轉彎曲疲勞試驗中，試樣因材料表面產生裂縫而破壞。
但在超過 10⁸ 次的 Giga 循環區域中，試樣有時因材料內部產生「魚眼」（如下圖所示）而導致裂縫擴展並破壞。
關於「魚眼」如何及何時生成，仍有許多未解之處，但「魚眼」似乎會使疲勞極限進一步下降，比 10⁷ 次實驗結果所估計的更低。