1.
試驗原理: 對一根經(jīng)過精密加工的標(biāo)準(zhǔn)化試樣,沿其縱軸方向施加一個周期性變化的力(F)。這個力可以是正弦波、三角波或其他波形,從而在試樣的最小橫截面上產(chǎn)生交變應(yīng)力(σ = F / A)。試驗持續(xù)進行,直到試樣發(fā)生破壞或達到預(yù)定的循環(huán)次數(shù)(如10^7周次)而不破壞為止。 2.
力控制的特點: ?
“力”為直接控制量:試驗機嚴(yán)格控制和監(jiān)測施加在試樣上的力(F),保持其幅值恒定。 ?
應(yīng)力與力成正比:由于試樣的橫截面積(A)是固定的,因此應(yīng)力(σ)與力(F)成正比。通過控制力就間接控制了應(yīng)力。 ?
適用于高周疲勞:該方法主要用于高周疲勞區(qū)域,即失效循環(huán)次數(shù)較高(通常Nf > 10^4 ~ 10^5),應(yīng)力水平較低,材料主要處于彈性變形階段。 3.
試驗參數(shù): ?
對稱循環(huán):R = -1(如最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力相等) ?
脈動循環(huán):R = 0(如從零到最大拉應(yīng)力) ?
應(yīng)力比(R):一個循環(huán)中最小應(yīng)力與最大應(yīng)力的比值(R = σ_min / σ_max)。常見情況有: ?
頻率(f):單位時間內(nèi)載荷循環(huán)的次數(shù)。頻率的選擇應(yīng)避免產(chǎn)生過多的熱量影響試樣溫度,或引起共振。 ?
波形:通常使用正弦波。
1.
試驗設(shè)備: ?
高頻疲勞試驗機或電液伺服疲勞試驗機:必須能夠精確地產(chǎn)生和控制軸向力,并具有高精度的力傳感器進行閉環(huán)控制。 ?
對中裝置:至關(guān)重要。必須確保施加的力與試樣軸線高度一致,防止產(chǎn)生附加的彎曲應(yīng)力,保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。 2.
試樣要求: ?
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了多種試樣形狀,如圓形橫截面試樣和矩形橫截面板狀試樣。 ?
試樣的加工質(zhì)量要求極高,特別是夾持端和平行段(工作部分)的同心度、表面光潔度(避免刀痕和劃傷成為疲勞源),其尺寸需精確測量。
1.
試驗流程: ?
試樣準(zhǔn)備與測量:精確加工試樣并測量其最小橫截面尺寸。 ?
安裝與對中:將試樣小心安裝到試驗機夾頭中,并使用對中裝置確保最佳對中狀態(tài)。 ?
設(shè)置參數(shù):設(shè)置力幅、應(yīng)力比(R)、頻率和終止條件。 ?
進行試驗:啟動試驗機,持續(xù)運行直至試樣斷裂或達到循環(huán)基數(shù)。 ?
記錄數(shù)據(jù):記錄每個試樣的應(yīng)力水平(S)和最終失效的循環(huán)次數(shù)(Nf)或未失效的循環(huán)次數(shù)。 2.
結(jié)果處理與S-N曲線: ?
將不同應(yīng)力水平下得到的一組(S, N)數(shù)據(jù)點繪制在雙對數(shù)或半對數(shù)坐標(biāo)紙上。 ?
通過統(tǒng)計方法(如最小二乘法)擬合出S-N曲線(應(yīng)力-壽命曲線)。 ?
對于有疲勞極限的材料(如鋼鐵),可確定其條件疲勞極限,即經(jīng)受特定大循環(huán)次數(shù)(如10^7次)而不發(fā)生破壞的最大應(yīng)力幅值。
?
航空航天:為發(fā)動機葉片、起落架、機身結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵部件的選材和壽命預(yù)測提供數(shù)據(jù)。 ?
汽車工業(yè):用于測試曲軸、連桿、懸掛系統(tǒng)等部件的疲勞性能。 ?
軌道交通:評估車輪、車軸、軌道材料的可靠性。 ?
能源裝備:為風(fēng)電轉(zhuǎn)子、核電部件、壓力容器的安全設(shè)計提供依據(jù)。 ?
材料科學(xué)研究:評價新開發(fā)合金的疲勞特性,研究熱處理、表面處理等工藝對疲勞性能的影響。
下一篇:GB/T 14710-2009 標(biāo)準(zhǔn)詳解:醫(yī)用電器環(huán)境要求與試驗方法全指南
- 亞馬遜包裝運輸試驗的8種Type類型詳解 (Type A-H)
- ISTA 6-Amazon標(biāo)準(zhǔn)全解析:SIOC與Over Boxing的深度對比
- 歐盟發(fā)布外部電源及充電設(shè)備生態(tài)設(shè)計法規(guī)
- 歐盟POPs法規(guī)修訂PBDEs限值
- 大型數(shù)據(jù)中心機房:ANSI 適配的 G2/G3/GX 分區(qū)防腐方案
- 顯示屏出口需要做CE認(rèn)證嗎?
- UL2054 vs IEC62133:標(biāo)準(zhǔn)差異與認(rèn)證選擇建議
- 第三方檢驗機構(gòu)解析:定義、作用、資質(zhì)與選擇指南
- IP65 防水等級測試標(biāo)準(zhǔn)詳解
- 金屬材質(zhì)分析全解析:方法、標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用


