超声波疲劳实验系统的组成及部件设计

:超声波振动疲劳实验机是一种高效率的实验设备 ,但是其设备造价并不昂贵。在设计设备时 ,需要精确设计其中一些部件尺度 ,才能保证其设备正常运转。

Q345桥梁钢超长寿命疲劳性能研究

采用超声振动疲劳技术研究了波纹钢腹板的主要材料Q345qC钢的高周与超高周疲劳性能。实验在常温下进行,实验应力比R=-1,系统共振频率20kHz,采用沙漏形试样。实验获得了Q345qC钢在105～109范围内的S-N曲线,并用电子显微镜分析了疲劳断口形貌特征。结果发现S-N曲线未出现水平渐近线,而是呈现连续下降,在107周次以后,试样仍然发生疲劳破坏,并不存在传统意义上的疲劳极限。超声疲劳断口的扫描电子显微分析结果表明,Q345qC钢材疲劳损伤时裂纹起源于构件表面或试样内部缺陷。

16MnR钢超高周疲劳性能实验

用超声振动疲劳技术研究了16MnR钢的高周与超高周疲劳性能。实验在室温下进行，应力比R=-1，频率20kHz，采用狗骨形试样。试验获得了16MnR钢在10^5～10^9范围内的疲劳寿命曲线（S-N曲线），结果发现曲线呈缓慢下降趋势，在10^7周次以后，试样仍未发生疲劳破坏，不存在传统意义上的疲劳极限。用电子扫描电镜对16MnR的高周和超高周疲劳断口进行了微观观测，结果发现，疲劳裂纹萌生于试样表面，未观察到含铁材料通常在超高周实验中出现的“鱼眼”现象。

Q345桥梁钢焊接接头超高周疲劳性能

采用超声疲劳振动技术研究了桥梁钢Q345qC的母材和圆形对接焊接接头试件的高周与超高周疲劳性能.试验发现,在105～109循环周次内焊接接头的疲劳性能远低于母材,且无论是母材还是焊接接头其S-N曲线都是呈连续下降趋势.当母材服役超过107周次,焊接接头服役超过5×106周次以后,试件仍然发生疲劳断裂.结果表明,焊接接头试件断口位置主要位于熔合区的焊趾处或焊接接头表面几何非连续处;在高应力区,疲劳失效多发生于接头表面几何非连续处,在低应力区,疲劳失效多发生于焊趾处.

高周摩擦疲劳试验研究

介绍了高周摩擦疲劳试验设备、装置及试验原理根据 2 0 0 0 0Hz超声波震动疲劳试验机的要求 ,给出了试件的频率值、尺寸计算、公式和具体形状 ;最后 ,给出了摩擦力。

焊接接头超高周疲劳实验研究

本文基于超声疲劳振动技术,设计了三种焊接接头试样(圆形对接焊接试样及其喷丸处理试样和板状十字焊接试样),并利用超声疲劳试验系统测定了其超高周疲劳性能,实验应力比为-1,频率20kHz,实验在室温条件下进行。实验结果表明,圆形对接焊接接头的疲劳性能高于板状十字焊接接头,喷丸处理能提高焊接接头的疲劳强度。将焊接接头的疲劳性能与对应形状的母材进行对比分析,发现焊接接头的疲劳性能远低于母材。在相同疲劳寿命的条件下,圆形焊接接头试件的疲劳强度仅为母材的45%,十字焊接接头试件仅为母材的29%;圆形对接接头在5×106周次以后,试件仍然发生疲劳断裂,而板状十字焊接接头在超高周区域(107～109周次)存在疲劳极限。超声疲劳断口的扫描电子显微镜分析结果显示,圆形焊接接头试件断口位置主要位于熔合区的焊趾处或焊接接头表面几何非连续处,十字接头试件断口位于焊趾处;焊接接头试件裂纹萌生于焊接缺陷、试样表面夹杂或熔合区的不连续处;喷丸处理对焊接接头的裂纹萌生机制没有显著影响。