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1疲勞試驗的對安全的主要作用概述 疲勞強度不僅在航天、航空、車輛、造船和原子能等工業(yè)部門有著十分重要的意義,也是影響一般機械產(chǎn)品使用可靠性和使用壽命的一個重要問題。 根據(jù)國外的統(tǒng)計,機械零件的破壞50%~90%為疲勞破壞。例如,軸、曲軸、連桿、齒輪、彈簧、螺栓、壓力容器、海洋平臺、汽輪機葉片和焊接結(jié)構(gòu)等;很多機械零部件和結(jié)構(gòu)件的主要破壞方式都是疲勞。過去的研究表明,飛機噴氣發(fā)動機構(gòu)件的主要失效原因是高周疲勞。疲勞失效占噴氣式發(fā)動機全部構(gòu)件損傷的49%,而高周疲勞又幾乎占所有疲勞失效的一半。 疲勞定義:材料在循環(huán)應(yīng)力或循環(huán)應(yīng)變作用下,由于某點或某點逐漸產(chǎn)生了局部的*結(jié)構(gòu)變化,從而在一定的循環(huán)次數(shù)以后形成裂紋或發(fā)生斷裂的過程。 近幾十年來,隨著機械向高溫、高速和大型方向發(fā)展,機械的應(yīng)力越來越高,使用條件越來越惡劣,疲勞破壞事故更是層出不窮。 我國雖然尚未對疲勞破壞問題做過全面檢查,但同類產(chǎn)品的使用壽命往往比發(fā)達國家為低,問題更為嚴(yán)重。因此,開展疲勞強度研究工作對我國的機械工業(yè)也是刻不容緩的。 疲勞問題首先是19世紀(jì)初,由于蒸汽機車問題提出的,但在后來的其他領(lǐng)域,如航空航天、交通車輛、輪船、橋梁、建筑等,也都出現(xiàn)了眾多的疲勞破壞。 第二次世界大戰(zhàn)中,有若干戰(zhàn)斗機是自己墜落而非被敵方擊落的。當(dāng)時約有20架“惠靈頓”號重型轟炸機發(fā)生疲勞破壞。 20世紀(jì)50年代以來,航空事業(yè)得到全面發(fā)展,但性的飛機事故接連不斷,大部分是屬于結(jié)構(gòu)疲勞破壞造成的。1951年英國“鴿式”飛機因機翼的翼梁疲勞破壞而在澳大利亞失事;1952年美國F-89蝎式殲擊機因機翼接頭疲勞破壞而連續(xù)發(fā)生事故;1953年英國“維金”號又因主梁疲勞破壞而在非洲失事;1054年英國噴氣式客機“彗星-I”號因鉚釘邊緣出現(xiàn)疲勞裂紋而連續(xù)兩次在航線上墜毀。 20世紀(jì)80年代,某石油鉆井平臺沉船事件,從技術(shù)角度分析也是疲勞破壞導(dǎo)致的。由于在鉆井平臺的一個支撐立柱上,在接近海平面的位置開了一個作業(yè)用工業(yè)圓孔,導(dǎo)致海水腐蝕,從而強度減弱,經(jīng)過若干次隨機載荷作用后導(dǎo)致裂紋破壞,zui終喪失抵抗力。 20世紀(jì)90年代初以來,日本、韓國不斷發(fā)生橋梁、高架公路的支撐立柱出現(xiàn)裂紋、斷裂、 扭曲的事件,都是由于支撐立柱承受高周荷載的長期作用導(dǎo)致的疲勞破壞。 1998年6月德國一列高速列車在行駛中突然出軌,造成100多人遇難身亡。造成事故的原因是一節(jié)車廂的車輪內(nèi)部疲勞斷裂。 2000~2001年,某汽車股份有限公司的輕型汽車在試驗過程中,其飛輪殼、離合器殼和變速器殼出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象,稱為“三殼破裂”。經(jīng)過研究,發(fā)現(xiàn)其中的問題是典型的疲勞破壞。 2005年5月,中國臺灣華航某班機在飛行中因飛機后部的金屬疲勞斷裂而導(dǎo)致機體在空中解體,造成機上225人全部遇難的悲劇。
2高頻疲勞試驗機從事的主要產(chǎn)品檢驗項目和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 疲勞試驗機,是一種主要用于測定金屬及其合金材料在室溫狀態(tài)下的拉伸、壓縮或拉、壓交變負(fù)荷的疲勞性能試驗的機器。 疲勞試驗機特點是可以實現(xiàn)高負(fù)荷、高頻率、低消耗,從而縮短試驗時間,降低試驗費用。 疲勞試驗機用于進行測定金屬、合金材料及其構(gòu)件(如操作關(guān)節(jié)、緊固接件、螺旋運動件等)在室溫狀態(tài)下的拉伸、壓縮或拉壓交變負(fù)荷的疲勞特性、疲勞壽命、預(yù)制裂紋及裂紋擴展試驗。高頻疲勞試驗機在配備相應(yīng)試驗夾具后,可進行正弦載荷下的三點彎曲試驗、四點彎曲試驗、薄板材拉伸試驗、厚板材拉伸試驗、強化鋼條拉伸試驗、鏈條拉伸試驗、固接件試驗、連桿試驗、扭轉(zhuǎn)疲勞試驗、彎扭復(fù)合疲勞試驗、交互彎曲疲勞試驗、CT試驗、CCT試驗、齒輪疲勞試驗等。 高頻疲勞試驗機在實驗室主要檢測范圍: 2.1金屬材料的疲勞性能、S/N曲線測定、裂紋擴展、門檻值和斷裂韌度等力學(xué)性能 2.2緊固件疲勞試驗。 2.3汽車零部件(曲軸,齒輪、彈簧等)疲勞試驗 2.4鐵路路軌疲勞試驗
3高頻疲勞試驗機執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn): ISO 12737-2005金屬材料平面應(yīng)變斷裂韌度試驗方法, ISO 12135-2002金屬材料-準(zhǔn)靜態(tài)斷裂韌性測試的方法, ISO 4965軸向載荷疲勞試驗機動態(tài)力校準(zhǔn)應(yīng)變計技術(shù), BS 7448-1:1991斷裂結(jié)構(gòu)韌性試驗金屬材料Kic臨界CTOD值和J值得測試方法, BS 7448-2:1997斷裂機械韌性試驗金屬材料Kic臨界CTOD值和J值得測試方法, BS 7448-4:1997斷裂機械韌性試驗金屬材料穩(wěn)定裂紋延伸的抗斷裂曲線和初始值得測定方法。 GB/T 3075 金屬軸向疲勞試驗方法 ASTM E 466 金屬材料軸向等幅疲勞試驗方法 GB/T 13816 焊接接頭脈動拉伸疲勞試驗方法 GB/T 15111 點焊接頭剪切拉伸疲勞試驗方法 JB/T 7716 焊接接頭四點彎曲疲勞試驗方法 GB/T 12443 金屬扭應(yīng)力疲勞試驗方法 ISO 1352 金屬扭應(yīng)力疲勞試驗方法 JIS Z 2275 金屬平板的平面彎曲疲勞試驗方法 GB/T 13682 螺紋緊固件軸向載荷疲勞試驗方法 ISO 3800 螺紋緊固件軸向載荷疲勞試驗分析方法1.汽車曲軸彎曲扭轉(zhuǎn)疲勞試驗方法 |
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