金屬疲勞試驗重要性
航空燃氣渦輪發(fā)動機是飛機、直升機的主要動力裝置,是長期制約我國航空工業(yè)和軍事裝備發(fā)展的關鍵裝備。航空發(fā)動機是具有多個轉(zhuǎn)子且工況變化十分頻繁的高速旋轉(zhuǎn)機械, 其部件(特別是葉片和盤)承受十分復雜振動載荷。
由振動載荷引起的材料疲勞問題是制約航空發(fā)動機高可靠性、長壽命服役的關鍵問題,長期以來一直困擾我國航空發(fā)動機的研制生產(chǎn)和安全使用。
超聲波疲勞試驗機原理
超聲波疲勞試驗是一種加速共振式的疲勞試驗方法,在被加載試樣上建立機械諧振波。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(guī)疲勞測試頻率。在實際試驗時間內(nèi)能得到疲勞度以及閾值附近的數(shù)據(jù),由于頻率高,能夠迅速地檢測各種各種工業(yè)材料的高重復周期的疲勞極限。
針對現(xiàn)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(chǎn)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應力比軸向?qū)ΨQ拉壓、變應力比三點彎曲、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助優(yōu)化設計軟件。
超聲波疲勞試驗機優(yōu)點
可作隨機變幅加載,包括低水平載荷,從而更接近工程實際。
采用計算機設定和控制試驗,可以簡單地再現(xiàn)微小缺陷而產(chǎn)生的疲勞破壞。
由于在共振狀態(tài)下進行試驗,可以產(chǎn)生高應力,能夠進行1000MP*的鋼材試驗。
試驗設備所需輸出功率很低(數(shù)十瓦到數(shù)百瓦),可大量節(jié)省能源,節(jié)約試驗經(jīng)費。
諧振時試件端部的應力水平很低,從而簡化了試件裝夾,只需一端裝夾,這對于脆性材料很有利。
以20KHz的重復頻率快速評價金屬材料的疲勞壽命,縮短試驗時間數(shù)百倍乃至上千倍。
超聲波疲勞試驗系統(tǒng)應用
主要應用于航空航天、高鐵汽車和電站等領域,開展合金鋼、鋁合金和鈦合金等各類金屬材料,以及碳纖維復合材料的(超)高周疲勞性能試驗。相較于常規(guī)疲勞試驗方法,可以縮短試驗時間90%以上,大幅度節(jié)省試驗成本。
工作頻率:20KHz±1KHz 驅(qū)動電源:數(shù)控發(fā)生器
使用功率:2000W 工作模式:連續(xù)或間斷工作
頻率分辨率:1Hz 產(chǎn)品型號:GB-P-1328
波形失真度:<1%(20KHz正弦波) 輸出振幅:±10~±75μm
控制精度:1μm 線性度:>99%
超聲振動應力范圍:(以鈦合金為例)
拉壓:100~750MPa 三點彎曲:65~487.5MPa
振動彎曲:55~412.5MPa 平均應力范圍:0~1000MPa