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    高频疲劳试验机的作用及疲劳测试要求对各领域的影响
    点击次数:1379 发布时间:2014-09-22

    1疲劳试验的对安全的主要作用概述

       疲劳强度不仅在航天、航空、车辆、造船和原子能等工业部门有着十分重要的意义,也是影响一般机械产品使用可靠性和使用寿命的一个重要问题。

       根据国外的统计,机械零件的破坏50%~90%为疲劳破坏。例如,轴、曲轴、连杆、齿轮、弹簧、螺栓、压力容器、海洋平台、汽轮机叶片和焊接结构等;很多机械零部件和结构件的主要破坏方式都是疲劳。过去的研究表明,飞机喷气发动机构件的主要失效原因是高周疲劳。疲劳失效占喷气式发动机全部构件损伤的49%,而高周疲劳又几乎占所有疲劳失效的一半。

       疲劳定义:材料在循环应力或循环应变作用下,由于某点或某点逐渐产生了局部的*结构变化,从而在一定的循环次数以后形成裂纹或发生断裂的过程。

       近几十年来,随着机械向高温、高速和大型方向发展,机械的应力越来越高,使用条件越来越恶劣,疲劳破坏事故更是层出不穷。

       我国虽然尚未对疲劳破坏问题做过全面检查,但同类产品的使用寿命往往比发达国家为低,问题更为严重。因此,开展疲劳强度研究工作对我国的机械工业也是刻不容缓的。

     疲劳问题首先是19世纪初,由于蒸汽机车问题提出的,但在后来的其他领域,如航空航天、交通车辆、轮船、桥梁、建筑等,也都出现了众多的疲劳破坏。

       第二次世界大战中,有若干战斗机是自己坠落而非被敌方击落的。当时约有20架“惠灵顿”号重型轰炸机发生疲劳破坏。

       20世纪50年代以来,航空事业得到全面发展,但全球性的飞机事故接连不断,大部分是属于结构疲劳破坏造成的。1951年英国“鸽式”飞机因机翼的翼梁疲劳破坏而在澳大利亚失事;1952年美国F-89蝎式歼击机因机翼接头疲劳破坏而连续发生事故;1953年英国“维金”号又因主梁疲劳破坏而在非洲失事;1054年英国喷气式客机“彗星-I”号因铆钉边缘出现疲劳裂纹而连续两次在航线上坠毁。

       20世纪80年代,某石油钻井平台沉船事件,从技术角度分析也是疲劳破坏导致的。由于在钻井平台的一个支撑立柱上,在接近海平面的位置开了一个作业用工业圆孔,导致海水腐蚀,从而强度减弱,经过若干次随机载荷作用后导致裂纹破坏,zui终丧失抵抗力。

       20世纪90年代初以来,日本、韩国不断发生桥梁、高架公路的支撑立柱出现裂纹、断裂、

    扭曲的事件,都是由于支撑立柱承受高周荷载的长期作用导致的疲劳破坏。

       1998年6月德国一列高速列车在行驶中突然出轨,造成100多人遇难身亡。造成事故的原因是一节车厢的车轮内部疲劳断裂。

       2000~2001年,某汽车股份有限公司的轻型汽车在试验过程中,其飞轮壳、离合器壳和变速器壳出现裂纹现象,称为“三壳破裂”。经过研究,发现其中的问题是典型的疲劳破坏。

       2005年5月,中国台湾华航某班机在飞行中因飞机后部的金属疲劳断裂而导致机体在空中解体,造成机上225人全部遇难的悲剧。

     

    2高频疲劳试验机从事的主要产品检验项目和相关标准

       疲劳试验机,是一种主要用于测定金属及其合金材料在室温状态下的拉伸、压缩或拉、压交变负荷的疲劳性能试验的机器。

       疲劳试验机特点是可以实现高负荷、高频率、低消耗,从而缩短试验时间,降低试验费用。

      疲劳试验机用于进行测定金属、合金材料及其构件(如操作关节、紧固接件、螺旋运动件等)在室温状态下的拉伸、压缩或拉压交变负荷的疲劳特性、疲劳寿命、预制裂纹及裂纹扩展试验。高频疲劳试验机在配备相应试验夹具后,可进行正弦载荷下的三点弯曲试验、四点弯曲试验、薄板材拉伸试验、厚板材拉伸试验、强化钢条拉伸试验、链条拉伸试验、固接件试验、连杆试验、扭转疲劳试验、弯扭复合疲劳试验、交互弯曲疲劳试验、CT试验、CCT试验、齿轮疲劳试验等。

      高频疲劳试验机在实验室主要检测范围:

    2.1金属材料的疲劳性能、S/N曲线测定、裂纹扩展、门槛值和断裂韧度等力学性能

    2.2紧固件疲劳试验。

    2.3汽车零部件(曲轴,齿轮、弹簧等)疲劳试验

    2.4铁路路轨疲劳试验 

     

    3高频疲劳试验机执行以下标准:

    ISO 12737-2005金属材料平面应变断裂韧度试验方法, 

    ISO 12135-2002金属材料-准静态断裂韧性测试的方法, 

    ISO 4965轴向载荷疲劳试验机动态力校准应变计技术,

    BS 7448-1:1991断裂结构韧性试验金属材料Kic临界CTOD值和J值得测试方法,  

    BS 7448-2:1997断裂机械韧性试验金属材料Kic临界CTOD值和J值得测试方法, 

    BS 7448-4:1997断裂机械韧性试验金属材料稳定裂纹延伸的抗断裂曲线和初始值得测定方法。

    GB/T 3075 金属轴向疲劳试验方法

    ASTM E 466 金属材料轴向等幅疲劳试验方法

    GB/T 13816 焊接接头脉动拉伸疲劳试验方法

    GB/T 15111 点焊接头剪切拉伸疲劳试验方法

    JB/T 7716 焊接接头四点弯曲疲劳试验方法

    GB/T 12443 金属扭应力疲劳试验方法

    ISO 1352 金属扭应力疲劳试验方法

    JIS Z 2275 金属平板的平面弯曲疲劳试验方法

    GB/T 13682 螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法

    ISO 3800 螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验分析方法1.汽车曲轴弯曲扭转疲劳试验方法

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