应用7.5.1节所确定的试验参数进行结构模型微动疲劳试验。试验在标准实验室环境下进行，环境温度保持21～24℃，环境湿度保持65%～75%。考虑到疲劳试验结果存在一定的分散性，每个水平进行3组试验。为便于区分试验试件，将试验试件进行编号，编号规则为螺栓预紧力+试验组+试件安装位置，如螺栓预紧力为6 000 N，第一组试验，安装在加载梁横向段左侧的试件编号为6a1。试验以试件出现可观测的裂纹为失效判据。疲劳裂纹通过一台光学显微镜进行观测，裂纹图像通过一台工业CCD相机采集，图像通过与CCD相机相连的电脑读图软件处理，即可得到裂纹的尺寸信息。试验结果如表7.5所示。
表7.5 V型内燃机结构模型微动疲劳试验结果
从表7.5可见，对于该结构模型，其微动疲劳寿命范围在8×105～6×106，在螺栓预紧力为10 000 N时，有3个试件的寿命超过了6×106。不同螺栓预紧力水平下的寿命存在一定的随机性。总的来说，螺栓预紧力为6 000 N时，微动疲劳寿命约为9.6×105；螺栓预紧力为8 000 N时，微动疲劳寿命约为2.0×106；螺栓预紧力为10 000 N时，微动疲劳寿命约为5.3×106。随着螺栓预紧力的增大，微动疲劳寿命也增加，相应的裂纹萌生位置也更接近接触区边缘。
结构试件的微动疲劳寿命随螺栓预紧力的变化曲线如图7.16所示。图中虚线所示为微动疲劳寿命与螺栓预紧力之间的拟合关系曲线。可见随着螺栓预紧力的增大，结构试件的微动疲劳寿命也增加。然而，微动疲劳寿命与螺栓预紧力之间并非简单的线性关系，从拟合曲线的斜率变化可以看出，随着螺栓预紧力的增加，微动疲劳寿命的增加速度变快。(www.xing528.com)
图7.16 结构试件微动疲劳寿命与螺栓预紧力的关系
典型的微动疲劳裂纹萌生位置和扩展方向如图7.17所示。可见，微动疲劳裂纹从接触区的中间位置萌生。裂纹最初沿与接触面呈约19°的方向扩展，裂纹扩展到大约452μm时转向与接触面呈约42°的方向。继续扩展到总长度约为676μm后转向与接触面近似垂直的方向。与标准微动疲劳试验（如第2章所介绍的试验）相比，裂纹并未在接触区边缘萌生，而是在接触区中间靠近螺栓孔的位置。两者也存在着一定的相似性，即裂纹首先沿斜向扩展，到达一定深度后转而向垂直方向扩展，这是微动疲劳裂纹的典型特征。
图7.17 微动疲劳裂纹萌生位置和扩展方向
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