拉伸试验机特性对材料试验结果的影响

本文从拉伸试验机加荷机械结构和金属加工的角度,论述拉伸试验机的特性对材料测试过程和结果的影响,探讨了不同特性的系统导致试验结果产生差异的机理.分析了在拉伸试验机功能、精度都在正常范围的情况下,发生试验结果异常的原因.     

拉伸试验机特性对材料试验结果的影响

本文从拉伸试验机加荷机械结构和金属加工的角度，论述拉伸试验机的特性对材料测试过程和结果的影响，探讨了不同特性的系统导致试验结果产生差异的机理。分析了在拉伸试验机功能、精度都在正常范围的情况下，发生试验结果异常的原因。     

材料轴向拉伸变形的图像精密测量研究

轴向拉伸试验是测量材料力学性能的主要手段。本文介绍了一种新的视频引伸计,并给出了利用这种视频引伸计测量材料轴向拉伸变形的视频引伸计测量系统,对测量方法进行了说明。利用该系统对金属材料标准试件进行常温、静载试验,测量其应力-应变曲线,并与使用常规机械式引伸计测量得到的数据对比,验证了本文所提出的视频引伸计的测量性能。本文所提出的视频引伸计测量系统能够实现对材料轴向拉伸力学性能的非接触、在线、高精度测量。     

球压痕法评价材料拉伸性能的有限元分析

球压痕法被广泛应用于设备材料真应力应变曲线、屈服强度和抗拉强度等拉伸性能的无损测试。它有望实现对在役设备材料拉伸性能的连续性监控,用于评估在役设备的结构完整性。建立了带有两种不同刚度压头的球压痕试验有限元模型,用于研究不同刚度压头对压痕载荷深度曲线和拉伸性能结果的影响。为了验证模型的有效性,将模拟16MnR材料获得的加载曲线和试验机获得的加载曲线进行对比,对比结果表明,模型能有效地实现球压痕试验的模拟。最后取16MnR和17-7PH两种材料做球压痕试验的有限元模拟,把模拟获得的结果与在试验机上进行常规室温拉伸试验获得的结果进行对比,对比结果表明,球压痕法可以有效测量材料的拉伸性能。     

液压万能材料试验机测控系统研究

为解决材料试验机测控系统功能单一、扩展试验复杂等问题,将基于Delphi语言的软件技术与基于单片机的自动控制技术结合应用到万能材料试验机的控制系统中。开展了针对通用材料拉伸、压缩等试验标准的分析,建立了万能试验机测控系统软、硬件与试验标准规程之间的关系,提出了模块化的上、下位机软件及硬件的设计方法;在建立测控系统上位机软件及下位机软、硬件平台的基础上,对提出的模块化实验设计方法进行了评价,并进行了多目标持荷试验、水泥胶砂抗压试验以及金属拉伸试验。研究结果表明,基于Delphi与单片机的上、下位机模块化试验系统方案能够满足各种材料试验标准需求,具有试验规程编制简单灵活的特点,解决了万能材料试验机功能单一、试验扩展复杂的缺点。     

甘蔗收获机械智能设计系统虚拟试验平台的研究

提出了甘蔗收获机械关键部件正交试验的研究和对结果的数学处理方法;基于对试验结果处理,在甘蔗收获机械智能设计系统中建立虚拟试验平台,并结合甘蔗收获机械智能设计系统中的评价系统,对虚拟试验结果进行综合性能评价.     

曝气器的试验、仿真分析与优化

针对某曝气器在使用中曝气盘底部螺纹管发生脆性断裂的问题,对该曝气器进行了材料试验和拉伸试验。建立曝气器的三维有限元模型,应用ANSYS Workbench软件对曝气器进行强度分析,确认曝气器的薄弱点,并进行优化设计。通过加固曝气盘底部螺纹管壁厚和改变曝气盘底部螺纹管结构,获得了性能更好的曝气器。     

焊缝结构微区材料力学性能研究

介绍三种对微区材料力学性能进行测试的方法,微拉伸试验、微剪切试验和维氏硬度试验,并分析其各自的优缺点。采用这三种方法对0Cr18Ni10Ti焊接接头不同区域材料进行力学性能测试,并对试验结果进行比较分析。研究指出,采用微小拉伸试样的微拉伸试验方法测定微区材料的力学性能更为准确可靠。     

橡胶衬套材料参数确定及有限元仿真

确定橡胶材料力学性能参数,较高精度地对橡胶部件进行力学特性仿真,对于汽车的操控性和舒适性有着重要的意义。基于汽车行业对橡胶零部件力学性能分析的需要,设计试验方案,对汽车控制臂衬套橡胶材料进行单轴拉伸、单轴压缩、平面拉伸试验;对材料试验中样件差异、预调次数、加载速度、夹持方法等对试验结果的影响进行分析,确定比较完善的橡胶材料试验方案。对试验数据进行处理,拟合获得材料模型参数;进行衬套静刚度试验,并使用获得的模型参数对试验进行仿真。仿真结果与试验符合较好。结果表明,采用的材料力学性能试验方法和参数拟合方法能够较准确地确定橡胶材料的力学性能参数,可为有限元仿真提供可靠的材料模型参数。     

裂纹扩展过程中电磁谐振疲劳试验系统动态特性分析*

电磁谐振疲劳裂纹扩展试验系统是一种工作在谐振状态下测试金属材料断裂特性的试验装置,要求在裂纹扩展过程中精确跟踪系统的固有频率和控制试验载荷,为达到这一目的,需要对裂纹扩展过程中系统的动态特性进行精确的分析。据此,建立3自由度有阻尼电磁谐振疲劳试验振动系统的数学模型,采用ANSYS有限元法计算CT紧凑拉伸试件的刚度,研究不同材料试件刚度、系统固有频率,试验载荷幅频曲线、共振振幅在裂纹扩展过程中的变化规律,并进行相关试验,试验结果表明：系统固有频率计算值与试验测量值之间的最大偏差为1.9 Hz;系统动态特性仿真结果与试验结果能够较好地吻合。该研究结果为电磁谐振式疲劳试验载荷的高精度控制提供了理论依据。     

某轿车前副车架服役载荷模拟试验加速方法研究*

服役载荷模拟试验能准确地预测零部件的疲劳寿命。为节省试验时间,急需开发出一套合理、实用的加速试验方法。重点研究在不具备结构局部应变响应,仅具备外部激励载荷如力、位移、和加速度等情况下的试验加速方法。基于修正Miner准则,以伪损伤保留比例作为小载荷删除准则,并结合疲劳数据编辑(Fatigue data editing, FDE)技术,提出一套便于工程应用的服役载荷模拟试验加速方法。以某轿车前副车架的疲劳试验为例,分别编制伪损伤保留比例为99%、95%和90%的加速谱。综合考虑各加速谱的载荷特征和加速效果,选用95%加速谱、90%加速谱和原始谱分别建立台架试验。试验结果表明两种加速谱在有效节省试验时间的同时,均获得了与原始谱相同的试验结果,且90%加速谱的加速试验效果更为显著。本方法便于工程应用,可为其他汽车零部件的服役载荷模拟试验提供参考。     

保证试验后钙钠玻璃的循环疲劳强度及寿命

研究了保证试验对钙钠玻璃的循环疲劳强度及寿命的影响。在实际操作条件下,保证试验过程中试件中会发生亚临界裂纹扩展,因而对试件造成损伤。对试件的寿命估算和强度分析中需考虑这种损伤的影响。材料的亚临界裂纹扩展参量（Ｖｃ、ｎ）和保证试验中的卸载速率对保证试验的效果有极为重要的影响。选择高卸载速率和惰性试验环境可提高保证试验后陶瓷构件的最小强度。保证试验的最佳σｐ值可根据实用卸载速率和材料的亚临界裂纹扩展参     

压电驱动共振式高频疲劳试验机构的设计与实验

针对在小振幅、高频受力工况下微小与硬脆材料构件的疲劳检测,提出利用压电振子(PZT、PLZT或PMN)作为高频疲劳试验机构的驱动力源,并利用系统共振方法设计高频疲劳试验机构.首先,介绍压电共振式疲劳试验机构的工作原理,建立了动力学模型,获得了系统的动态特性.然后,设计和制作了样机.最后,利用样机测量了作用在试件上的动载荷.实验结果表明;改变输入交流电压幅值(100～250 V)和板弹簧厚度(1.1～0.6 mm),可施加在试件上的动载荷为24.7～99.2 N.本文制成的样机适用于测试动载荷在为24.7～99.2 N,且在小振幅、高频受力工况下试件的拉伸和弯曲疲劳性能.     

基于线性疲劳累计损伤橡胶悬置疲劳寿命预测研究

橡胶元件疲劳寿命的有效预测是其设计开发过程中的重要环节。引入橡胶元件线性疲劳累计损伤原理,提出张量形式橡胶疲劳寿命公式,且根据橡胶材料的实际承载工况提出其失效标准。依据橡胶材料的承载变形可简化为单轴拉伸及简单切应变,设计用于承载拉伸载荷的哑铃型橡胶试柱和承载剪切载荷的环形橡胶试柱,并实测疲劳寿命数据,以最小二乘法原理拟合拉伸与剪切的疲劳寿命函数公式。以车用变速箱悬置与发动机后悬置为疲劳寿命预测研究对象,通过分析其承载位移载荷时的应变张量,利用张量形式的疲劳寿命预测公式预测两种悬置在两种典型工况下的疲劳寿命。结果发现,橡胶材料的拉伸疲劳寿命曲线与简单剪切疲劳寿命曲线的变化趋势一致、形状类似、拟合函数幂指数十分接近;张量形式的疲劳寿命预测公式可有效地预测橡胶悬置的疲劳寿命。     

一体化框架在某型民机疲劳试验中的设计与应用

在以往的全机静力/疲劳试验中,常采用立柱-龙门架加载框架.该加载方式不便于设计检查平台,不适用于疲劳试验.针对疲劳试验周期长、试验加载设备反复使用、经常检查试验件等特点,设计了一体化加载框架,主要包括整体框架式加载系统、检查平台、油路线槽系统.一体化加载框架可以一次安装到位,减轻了试验人员的重复劳动,有利于试验件的损伤...     

高温蠕变疲劳试验机

简单的拉伸疲劳、压缩疲劳试验只是单一方向对试样施加动态载荷,不能反应出试件实际的工作状况。双向加载模式,可真实反映工件的疲劳失效形式。本文剖析蠕变疲劳试验机的结构原理、消隙方式、控制系统,并阐述了其应用和发展前景。     

对接结构多部位损伤裂纹发生概率预测

针对飞机结构的多部位损伤问题,本文基于疲劳统计学原理,结合S-N曲线得出了多细节带孔对接板各细节处裂纹疲劳寿命的概率分布,并利用蒙特卡罗模拟方法预测了对接结构孔边出现多部位损伤裂纹的先后顺序.进行了多细节带孔对接板的拉-拉疲劳试验,预测结果和试验结果吻合良好.     

多路阀型式试验台的设计与开发

针对以型式试验为主的液压元件综合试验平台的设计问题,以叉车液压多路换向阀为例,通过分析国内厂家已有综合试验台的设计经验,主要集中在结构设计方面如快换接头设计,检测环节上如传感器测量技术应用等方面,对系统功能模块进行了集成化设计,并利用计算机LabVIEW软件实现了测试系统的自动控制以及试验数据实时显示与采集保存。实践结果证明,该试验设计中通过采用称重测量设备使测试结果具有较高的精确度,多种传感器的应用实时显示了系统的动态参数。研究结果表明,该新型型式试验台既满足了企业内部对液压元件各项性能的试验验证,同时也可为同行业的同类产品提供了检测服务与质量认证。     

微米尺度铜键合丝疲劳性能研究

目前,铜键合丝广泛用于集成电路、电子封装等领域,但是铜丝在制造和键合的过程中受到的局部应力和摆动,会不可避免地产生疲劳问题。通过一套以自激振动为原理组装的微结构疲劳试验装置,对不同直径的微米级铜键合丝进行对称弯曲疲劳性能测试。试验结果表明:该试验装置能够成功地对微米级铜丝进行对称弯曲疲劳性能试验;无论是屈服强度、抗拉强度还是弹性模量,直径20μm的铜丝均高于直径30μm、40μm的铜丝,表现出明显的尺寸效应;所有铜丝的疲劳寿命集中在4.5×104~1×107;在相同应力条件下,铜丝的疲劳寿命随着铜丝直径的增加而减小;直径20μm、30μm、40μm的铜丝对应的疲劳强度(N=106)分别为147 MPa、97 MPa、70 MPa。从扫描电子显微镜的断口分析结果可以看出拉伸断口为凿峰状,断口周围表面出现许多相间的条状拉拔痕迹;疲劳断口为平齐正断,两条裂纹起源于试样表面,瞬断区为窄条状。