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金属疲劳试验重要性
航空燃气涡轮发动机是飞机、直升机的主要动力装置,是长期制约我国航空工业和军事装备发展的关键装备。航空发动机是具有多个转子且工况变化十分频繁的高速旋转机械, 其部件(特别是叶片和盘)承受十分复杂振动载荷。
由振动载荷引起的材料疲劳问题是制约航空发动机高可靠性、长寿命服役的关键问题,长期以来一直困扰我国航空发动机的研制生产和安全使用。
超声波疲劳试验机原理
超声波疲劳试验是一种加速共振式的疲劳试验方法,在被加载试样上建立机械谐振波。基于压电伸缩原理并利用高能超声波谐振技术,它的测试频率(20kHz)远远超过了常规疲劳测试频率。在实际试验时间内能得到疲劳度以及阈值附近的数据,由于频率高,能够迅速地检测各种各种工业材料的高重复周期的疲劳极限。
针对现代机械装备零件超长寿命和超高可靠性要求,超声疲劳试验机基于超声波谐振原理,在试样上产生高频振动载荷,完成材料的(超)高周疲劳性能试验。本公司研制的第三代多功能超声疲劳试验机具有工作频率范围宽、输出幅值大、控制精度高的特点,可以开展各种金属材料和复合材料的变应力比轴向对称拉压、变应力比三点弯曲、振动弯曲等多种加载形式的超声波疲劳试验,同时提供轴向拉压、三点弯曲、振动弯曲等各类试样的辅助优化设计软件。
可作随机变幅加载,包括低水平载荷,从而更接近工程实际。
采用计算机设定和控制试验,可以简单地再现微小缺陷而产生的疲劳破坏。
由于在共振状态下进行试验,可以产生高应力,能够进行1000MP*的钢材试验。
试验设备所需输出功率很低(数十瓦到数百瓦),可大量节省能源,节约试验经费。
谐振时试件端部的应力水平很低,从而简化了试件装夹,只需一端装夹,这对于脆性材料很有利。
以20KHz的重复频率快速评价金属材料的疲劳寿命,缩短试验时间数百倍乃至上千倍。
超声波疲劳试验系统应用
主要应用于航空航天、高铁汽车和电站等领域,开展合金钢、铝合金和钛合金等各类金属材料,以及碳纤维复合材料的(超)高周疲劳性能试验。相较于常规疲劳试验方法,可以缩短试验时间90%以上,大幅度节省试验成本。
工作频率:20KHz±1KHz 驱动电源:数控发生器
使用功率:2000W 工作模式:连续或间断工作
频率分辨率:1Hz 产品型号:GB-P-1328
波形失真度:<1%(20KHz正弦波) 输出振幅:±10~±75μm
控制精度:1μm 线性度:>99%
超声振动应力范围:(以钛合金为例)
拉压:100~750MPa 三点弯曲:65~487.5MPa
振动弯曲:55~412.5MPa 平均应力范围:0~1000MPa