一、高周疲劳
高周疲劳是指疲劳寿命的载荷循环周次比较高,一般大于50000次。加载在零件或构件上的循环应力水平比较低,最大循环应力一般小于材料的屈服应力,材料始终处于弹性阶段。一般采用应力作为控制参量,因此高周疲劳又称为应力疲劳。在经历足够多次的循环载荷之后,裂纹首先从材料内部高应力的局部开始形成,称为裂纹萌生。此后,在循环载荷的继续作用下,裂纹进一步扩展,直至发生完全断裂。裂纹从萌生、扩展、断裂三个阶段,是疲劳破坏过程的一个特点,三个阶段所承受的循环载荷次数,称为疲劳寿命。 在高周疲劳试验中,材料的疲劳性能可以用S-N曲线来描述。在给定的应力比下,施加不同应力幅的循环应力,记录失效时的载荷循环寿命。以寿命为横坐标,应力为纵坐标,描点并进行数据拟合,即可得到。
万测研制用于高周疲劳试验的疲劳试验机,有HDT-A(作动器上置)和HDT-B(作动器下置)两个系列,都以电液伺服为驱动,由电气控制器、伺服阀、负荷传感器、位移传感器与计算机共同组成闭环伺服控制系统,实现力、变形、位移PID控制,并自动测量试验力、位移、变形等试验参数。
HDT-A(作动器上置)
HDT-B(作动器下置)
HDT-A、HDT-B均可用于测试金属材料、非金属材料、复合材料、弹性体、结构零件的动态疲劳特性。疲劳试验可以正弦波、三角波、梯形波、自定义波等波形进行加载。配置不同的夹具,可实现拉拉、压压、拉压等加载方式。也可配置环境试验装置,进行高温、低温、盐雾、腐蚀下的模拟环境试验。是科研院所、材料制造、土木工程、国防军工、高等院校、机械制造、交通运输等行业理想的疲劳试验系统。
三、相关标准
? GB/T 3075金属材料疲劳试验轴向力控制方法?GB/T15248 金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法?ISO 1099 Metallic materials — Fatigue testing —Axial force-controlled method? ASTM E466 Conducting Force Controlled Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials
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四、棒材/板材试样
一般描述材料疲劳性能的基本S-N曲线,都是利用小尺寸试样在循环加载下得到的。为了确保试验数据反映材料的真实性能,并且减小其离散性,相关标准对试样加工尺寸、精度、表面粗糙度有明确要求。一般金属材料的试样形状为棒材或板材,一些非金属材料也是类似形状。下图为我们试验软件的高周疲劳试验模块支持试样类型,可以一一对应尺寸代号将试样尺寸输入软件,建立试样参数。
五、液压夹具
液压夹具除了能直接夹持棒材和板材,还可以扩展为螺栓拉伸夹具和锚链拉伸夹具。
六、同轴度校准
机械结构不可避免的误差,会导致上、下夹具之间不同轴,导致试样C型变形、S型变形受力或二者复合变形,试样的局部应力/应变会远大于设置值,最终试样的疲劳试验寿命会严重下降。
相关试验标准要求试样弯曲率≤5%,如果单靠机械加工精度和装配精度,是远达不到≤5%的弯曲率,此因在主机上增加一个同轴度环,可以通过此环对液压夹具进行精确调节,最终能轻松达到≤5%的弯曲率。
七、同轴度检测
同轴度仪软件
八、高周疲劳试验模块
窗口主界面
? 可以调出多个曲线窗口放在主界面,窗口可以任意布置。
?曲线窗口X/Y轴显示内容可以任意切换,如时间—位移、时间—周期、时间—命令、时间—输出、位移—载荷等。
?单窗口多曲线界面,如时间—位移、时间—命令同时在一个窗口显示。
?可以显示整个试验过程中最大跳动峰/谷值,如位移、载荷、变形的最大跳动峰/谷值。
?试验过程中可以在主界面调整均值、振幅、频率,无需暂停。
?日志记录,记录用户每步操作指令、系统自动指令的信息,方便后续追踪溯源问题。
?作动器快速操作,快速上移/下移、慢速上移/下移等。