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高周疲勞(HCF)試驗解決方案

來源:深圳萬測試驗設備有限公司   2023年10月18日 11:55  

一、高周疲勞


       高周疲勞是指疲勞壽命的載荷循環周次比較高,一般大于50000次。加載在零件或構件上的循環應力水平比較低,循環應力一般小于材料的屈服應力,材料始終處于彈性階段。一般采用應力作為控制參量,因此高周疲勞又稱為應力疲勞。在經歷足夠多次的循環載荷之后,裂紋首先從材料內部高應力的局部開始形成,稱為裂紋萌生。此后,在循環載荷的繼續作用下,裂紋進一步擴展,直至發生斷裂。裂紋從萌生、擴展、斷裂三個階段,是疲勞破壞過程的一個特點,三個階段所承受的循環載荷次數,稱為疲勞壽命。
      在高周疲勞試驗中,材料的疲勞性能可以用S-N曲線來描述。在給定的應力比下,施加不同應力幅的循環應力,記錄失效時的載荷循環壽命。以壽命為橫坐標,應力為縱坐標,描點并進行數據擬合,即可得到。

二、高周疲勞試驗用疲勞試驗
       萬測研制用于高周疲勞試驗的疲勞試驗機,有HDT-A(作動器上置)和HDT-B(作動器下置)兩個系列,都以電液伺服為驅動,由電氣控制器、伺服閥、負荷傳感器、位移傳感器與計算機共同組成閉環伺服控制系統,實現力、變形、位移PID控制,并自動測量試驗力、位移、變形等試驗參數。




HDT-A(作動器上置)

HDT-B(作動器下置)

       HDT-A、HDT-B均可用于測試金屬材料、非金屬材料、復合材料、彈性體、結構零件的動態疲勞特性。疲勞試驗可以正弦波、三角波、梯形波、自定義波等波形進行加載。配置不同的夾具,可實現拉拉、壓壓、拉壓等加載方式。也可配置環境試驗裝置,進行高溫、低溫、鹽霧、腐蝕下的模擬環境試驗。是科研院所、材料制造、土木工程、高等院校、機械制造、交通運輸等行業理想的疲勞試驗系統。


三、相關標準

? GB/T 3075金屬材料疲勞試驗軸向力控制方法


?GB/T15248 金屬材料軸向等幅低循環疲勞試驗方法
? ASTM E466 Conducting Force Controlled Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials


......


四、棒材/板材試樣

     液壓夾具除了能直接夾持棒材和板材,還可以擴展為螺栓拉伸夾具和錨鏈拉伸夾具。

夾具(1).jpg

六、同軸度校準

       機械結構不可避免的誤差,會導致上、下夾具之間不同軸,導致試樣C型變形、S型變形受力或二者復合變形,試樣的局部應力/應變會遠大于設置值,最終試樣的疲勞試驗壽命會嚴重下降。



       相關試驗標準要求試樣彎曲率≤5%,如果單靠機械加工精度和裝配精度,是遠達不到≤5%的彎曲率,此因在主機上增加一個同軸度環,可以通過此環對液壓夾具進行精確調節,最終能輕松達到≤5%的彎曲率。




試樣變形.png

同軸度校準(1).jpg

七、同軸度檢測

同軸度儀1.jpg

同軸度.jpg

同軸度軟件(1).jpg

同軸度儀軟件

八、高周疲勞試驗模塊

窗口界面(1).png

窗口主界面

? 可以調出多個曲線窗口放在主界面,窗口可以任意布置。

?曲線窗口X/Y軸顯示內容可以任意切換,如時間—位移、時間—周期、時間—命令、時間—輸出、位移—載荷等。

?單窗口多曲線界面,如時間—位移、時間—命令同時在一個窗口顯示。

?可以顯示整個試驗過程中跳動峰/谷值,如位移、載荷、變形的跳動峰/谷值。

?試驗過程中可以在主界面調整均值、振幅、頻率,無需暫停。

?日志記錄,記錄用戶每步操作指令、系統自動指令的信息,方便后續追蹤溯源問題。

?作動器快速操作,快速上移/下移、慢速上移/下移等。

設置(1).jpg



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