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超聲波疲勞試驗機用于進行測定金屬、合金材料及其構件在室溫狀態下的拉伸、壓縮或拉壓交變負荷的疲勞特性、疲勞壽命、預制裂紋及裂紋擴展試驗。針對現代機械裝備零件超(chao)長(chang)壽命和超(chao)高可靠性要求,傳統(tong)的疲勞試(shi)驗(yan)(yan)技術已無法滿足現在(zai)的要求。超(chao)聲波疲勞試(shi)驗(yan)(yan)是(shi)(shi)一種加速共振式(shi)的疲勞試(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法,可大大縮短試(shi)驗(yan)(yan)的時(shi)間,是(shi)(shi)航(hang)空發動機葉片(pian)超(chao)長(chang)壽疲勞試(shi)驗(yan)(yan)可用方(fang)案。
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金屬疲勞試驗(yan)重(zhong)要性
航空燃氣渦輪發(fa)動機(ji)是(shi)飛(fei)機(ji)、直升機(ji)的主要動力裝(zhuang)置(zhi),是(shi)長期制約我國航空工業和(he)軍事裝(zhuang)備發(fa)展的關鍵裝(zhuang)備。航空發動機(ji)(ji)是(shi)具有多個(ge)轉(zhuan)子且工況變化(hua)十分頻(pin)繁的高速(su)旋轉(zhuan)機(ji)(ji)械, 其部件(jian)(特別是(shi)葉片和盤)承受十分復(fu)雜振動載荷。
由(you)振動載荷引起的(de)(de)材料疲勞(lao)問題是制(zhi)(zhi)約航空(kong)發動機高可(ke)靠(kao)性、長(chang)壽命服役的(de)(de)關鍵問題,長(chang)期以來一直困擾我(wo)國(guo)航空(kong)發動機的(de)(de)研制(zhi)(zhi)生產和安(an)全使用。
超聲波疲勞試驗機原理
超聲(sheng)波疲勞試(shi)驗是一種加速(su)共振(zhen)式的疲勞試(shi)驗方法,在被加載試(shi)樣上建立機械(xie)諧振(zhen)波。基于壓電伸縮原理并利用高能超聲波諧振技術,它的測試頻率(20kHz)遠遠超過了常規疲勞(lao)測(ce)試(shi)頻(pin)率。在(zai)實(shi)際試驗(yan)時間內(nei)能得(de)到(dao)疲(pi)勞(lao)度以及閾(yu)值附近的數據,由于(yu)頻率(lv)高(gao)(gao),能夠(gou)迅速地(di)檢測各種(zhong)各種(zhong)工業材(cai)料(liao)的高(gao)(gao)重復周期的疲(pi)勞(lao)極限。
針對現代機械裝備零件超長壽命和超高可靠性要求,超聲疲勞試驗機基于超聲波諧振原理,在試樣上產生高頻振動載荷,完成材料的(超)高周疲勞性能試驗。本公司研制的第三代多功能超聲疲勞試驗機具有工作頻率范圍寬、輸出幅值大、控制精度高的特點,可以開展各種金屬材料和復合材料的變(bian)應(ying)力比(bi)軸向對稱拉壓、變應力比三(san)點彎曲(qu)、振動彎曲等多種加載形式的超聲波疲勞試驗,同時提供軸向拉壓、三點彎曲、振動彎曲等各類試樣的輔(fu)助(zhu)優(you)化設計軟(ruan)件。
可(ke)作隨機(ji)變幅加載,包括低水(shui)平載荷,從而更接近(jin)工程實際。
采用計算機設定和控制試驗(yan),可以簡單(dan)地再(zai)現微小缺陷而(er)產(chan)生(sheng)的疲勞破壞。
由于在共振狀態下進行試驗,可以產生高應力,能夠進行1000MP*的鋼材(cai)試驗。
試(shi)驗設備(bei)所(suo)需(xu)輸出功(gong)率很低(數十瓦(wa)到數百瓦(wa)),可(ke)大量(liang)節(jie)(jie)省(sheng)能源,節(jie)(jie)約(yue)試(shi)驗經(jing)費。
諧(xie)振時試件端(duan)部的應力水平很低,從而簡化(hua)了試件裝夾,只需一端(duan)裝夾,這對(dui)于脆性材料很有利。
以20KHz的重復頻率快速評價金屬材料的疲勞壽命,縮短試驗時(shi)間數百倍(bei)乃至上千(qian)倍(bei)。
超聲波疲勞試驗系統應用
主要應用于(yu)航空航天、高鐵汽(qi)車和(he)電站等領域,開展合金鋼、鋁(lv)合金和(he)鈦合金等各類金屬材(cai)料,以及碳(tan)纖維(wei)復合材(cai)料的(超)高周疲勞性能試驗(yan)。相較(jiao)于常規疲勞試(shi)驗(yan)方法,可以(yi)(yi)縮短(duan)試(shi)驗(yan)時(shi)間90%以(yi)(yi)上,大幅度(du)節(jie)省試(shi)驗(yan)成本。
工作頻(pin)率:20KHz±1KHz 驅動電源:數(shu)控發生器
使(shi)用功(gong)率:2000W 工作模式:連續(xu)或(huo)間斷工作
頻(pin)率分辨率:1Hz 產品(pin)型號:GB-P-1328
波(bo)形失真度(du):<1%(20KHz正弦波) 輸(shu)出振幅:±10~±75μm
控制精度:1μm 線(xian)性(xing)度:>99%
超(chao)聲振(zhen)動應力范圍:(以鈦合金為(wei)例)
拉壓:100~750MPa 三點(dian)彎曲:65~487.5MPa
振動彎曲:55~412.5MPa 平均應力范圍(wei):0~1000MPa