双频振动载荷下带V形槽铝合金棒料的断裂行为

针对金属棒料低应力分离过程中裂纹萌生扩展速率低的问题,提出一种基于双频振动的加载方法,探究带V形槽7A09铝合金棒料的断裂行为。研究了双频振动对带V形槽金属棒料裂纹萌生扩展的作用机理,通过研发双频激振装置,对带V形槽7A09铝合金棒料进行了实验研究。实验结果表明,相对于单频振动加载方法,双频振动载荷能够大幅缩短带V形槽7A09铝合金棒料的分离时间,有效提高裂纹萌生扩展的速率与稳定性,棒料断面几何精度高。     

双频激振系统下带V型槽棒料下料寿命模型

针对双频激振系统下带V型槽棒料下料研究,需要建立下料寿命与带V型槽棒料几何参数及加载状态之间的关系。首先推导出带V型槽棒料裂纹尖端的应力强度因子SIF计算公式,并根据建立的双频激振系统的动力学模型,绘制出带V型槽棒料裂纹尖端所受应力谱,将复杂的应力简化处理,从而获得复合频率激振下的带V型槽棒料裂纹尖端的SIF值。然后根据裂纹扩展寿命公式,推导获得单频激振下的下料寿命模型,并依据SIF可以叠加的原理,获得复合频率激振下的下料寿命模型。最后通过搭建的双频激振系统设计实验,得到的实验结果与模型分析的规律一致,验证了所建立的下料寿命模型的正确性。     

双频振动系统下空心轴下料寿命模型

针对复合频率振动下空心轴的下料研究,建立了下料寿命与空心轴几何参数及加载状态之间的关系.推导出空心轴的V形切口尖端处应力强度因子(stress intensity factor,简称SIF),基于已搭建的双频振动系统,建立了动力学模型.在双频振动下通过绘制一维多级应力谱,得到V形切口处所受等幅名义应力,由此得到复合频率...     

新型双变频振动结构及其振动特性研究

针对金属材料强度研究中的高、低频复合振动载荷加载问题,提出一种新型双变频振动结构。首先,建立了该结构的动力学模型,并给出了详细的运动学方程。其次,建立了双变频振动结构的三维模型,利用ANSYS有限元分析软件对其关键的齿轮箱部件进行了模态分析验证,并构建其控制系统。最后,对双变频振动结构的实验机构进行了振动特性实验研究。实验结果表明,该结构的高频与低频振动均可实现并可控,能够提供单频振幅以及双频叠加振幅,其振动特性实验数据与动力学模型的分析结果吻合,证明了动力学模型的正确性。     

双频振动金属管材分离过程可控性研究

针对金属管材低应力分离过程中裂纹扩展稳定性差、管材断面平整度低的问题,提出一种双频叠加、变频振动的加载控制方法,探究带有V形切口金属管材的断裂行为。结合金属管材的双频振动特性,提出变频振动控制曲线。在此基础上,利用管材的应力集中效应实现V形切口处疲劳裂纹的萌生与稳定扩展,同时在共振效应下完成管材的快速分离。通过自行研制双频振动系统,对预制V形切口的45钢和6061铝合金管材进行了振动实验研究。实验结果表明,金属管材在给定的变频振动载荷作用下可以实现可控性分离。同时,延长变频作用时间以及叠加相应的高频振动载荷,可以有效提高裂纹扩展的稳定性,使得管材断面更加平整,几何精度更高。