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一,、低周疲勞
金屬材料在循環(huán)載荷作用下，由于塑性應變的循環(huán)作用所引起的疲勞失效稱為低周疲勞,。在低周疲勞中,，材料所受的循環(huán)應力接近甚至超過其屈服強度,，此時應力稍有變動，相應的應變值變化很大,。低周疲勞加載頻率很低,，致使每一個循環(huán)都會產(chǎn)生一定量的塑性變形,。工程中有許多零件在整個使用壽命期間,，所經(jīng)歷的載荷循環(huán)次數(shù)并不多,，疲勞壽命很低，一般只有幾千至幾萬循環(huán)周期就破壞,。比如壓力容器,，如果每天經(jīng)受兩次載荷循環(huán)，則在30年的使用期限內(nèi),，載荷的總循環(huán)次數(shù)還不到25000次,。
對于延性較好的材料，一旦發(fā)生屈服,，即使應力的變化非常小,，應變的變化也會比較大，而且應力和應變之間的關系也不再是對應的關系,。應變成為比應力更敏感的參量,，因此采用應變作為低周疲勞的控制參量顯然更好一些。材料在接近或超過屈服強度的循環(huán)載荷作用下產(chǎn)生的塑性應變,，得到的應力——應變跡線稱為遲回線,。
低周疲勞試驗是模擬在真實的工況下,，將材料加載到塑性應變,。在研究塑性應變的影響時，應變率是主要考慮因素,，在整個試驗過程中應變振幅和平均水平保持不變,，并用三角波保持恒定的應變率，而不是使用載荷控制的傳統(tǒng)正弦波加載,。低周疲勞實驗的總應變范圍一般<2%的工程應變,。這意味著必須使用高質(zhì)量、可靠引伸計,，且要較小的試樣,、較小的平行長度。夾具的同軸度,、間隙消除也尤為關鍵,。
二、低周疲勞試驗用疲勞試驗機
三,、相關標準
?GB/T 26077 金屬材料 疲勞試驗 軸向應變控制方法
?ISO 12106 Metallic materials—Fatigue testing—Axial-strain -controlled method
?ASTM E606 Strain-Controlled Fatigue Testing
四,、低周疲勞試驗的難點
機械結構不可避免的誤差，會導致上,、下夾具之間不同軸,，導致試樣C型變形、S型變形受力或二者復合變形,，試樣的局部應力/應變會遠大于設置值,，最終試樣的疲勞試驗壽命會嚴重下降,。
試樣與夾具連接，還有設備上其它受試驗力的所有連接,，都要避免連接間隙,。當試驗應變比為“-”時，即拉壓過零時,，應力—應變試驗曲線會存在嚴重的畸形。夾具應能保證試樣在安裝的可重復性,。夾具應能方便快速的裝夾試樣。
應變控制
在升溫和彈性模量檢查后,，將力控轉(zhuǎn)為應變控,，切換過程要平滑無過沖現(xiàn)象,。試驗開始時,，實際應變半幅值與控制應變半幅值的差值不超過控制應變半幅值的5%。為了達到應變峰值不超過設定值的±1%,，應對應變量進行調(diào)整，整個調(diào)整過程應在qianshi個循環(huán)或失效循環(huán)數(shù)的±1%（取其小者）內(nèi)完成,。恒定的應變率加載,，即三角波加載。
溫度控制
爐體結構,、溫度傳感器的安裝,，溫控硬件的配置,、溫控經(jīng)驗參數(shù)設置,，都會影響溫度控制的準確性。
五、同軸度檢測
六,、低周疲勞試驗附件
性能特點
?夾具所有的連接過程簡單,。
? 通過同軸度調(diào)節(jié)環(huán)的調(diào)節(jié),，可以達到5%以內(nèi)的同軸度。
?與試樣螺紋連接,，并用液壓頂桿頂住試樣,，可以消除一切間隙，整個試驗過程不會松動,，哪怕是應變過零的試驗,，也能保證試驗曲線wanmei。
?試驗安裝極為方便,。
七,、試樣安裝過程
?試驗安裝極為方便，無需熟練的安裝技巧,。
?套筒可以自由旋轉(zhuǎn),，方便擰入試樣。
?軟件在力保持的狀態(tài)下,，擰入試樣時作動器能夠在擰入力的作用下自動跟隨,，直到試樣擰入。過程中設置位移保護,，能確保安全,。
?當試樣安裝后，發(fā)現(xiàn)試樣的中心位置沒有對準高溫爐的中心位置,，可以通過橫梁升降,，直接拖動試樣到高溫爐中心位置。此過程作動器處在微小力保持的隨動狀態(tài),，無需人工控制,。
八、液壓手動泵
?液壓手動泵給液壓頂桿夾具提供穩(wěn)定的液壓壓力,。
?液壓手動泵緩慢的加壓過程中,，可以通過壓力表觀察液壓頂桿夾具壓力，確保加到夾具需要的壓力,，并減小對試樣的軸向沖擊,。
?加壓后截止閥截斷泵與夾具的通道，讓夾具長時間保持穩(wěn)定壓力,，試驗中途不需補壓,。
?一泵同時給兩只液壓頂桿夾具加壓，兩只夾具能同時達到所需壓力,。
九、溫度控制
性能特點
?GW1000型高溫爐可適用于各種類型的高溫材料力學性能試驗,，包括金屬材料的拉伸,、壓縮,、疲勞測試、復合材料,、陶瓷材料的力學測試,。
?高溫爐分三區(qū)加熱，采用復合碳化硅加熱器,，每個加熱區(qū)間均可以單獨控制,。
?氧化鋁纖維材質(zhì)的隔熱層減少了熱量損失，延長了高溫爐的使用壽命,。
?對開式高溫爐簡化了樣件和夾具的安裝過程,，高溫爐支架采用精密直線導軌確保平滑地開啟和關閉。
?溫控系統(tǒng)選用進口歐陸0.1級PID溫度表,，確保溫度快速升溫,、控溫準確不過沖。
十,、應變測量
Epsilon 7650A高溫引伸計
? 擁有設計和低應變范圍,，因而有高精度。滿足ASTM B1級精度要求,，可以根據(jù)要求提供ISO 9513標準0.5精度試驗證書,。
?可實現(xiàn)應變控制、高頻疲勞試驗,，頻率可以達到10Hz,。
?可熱裝夾，伸縮自如,，滑動夾持系統(tǒng)能夠方便快速裝夾到熱試樣上去,。試樣斷裂時可不取下引伸計。
?引伸計標距可在接觸到試樣之前自動設定,這樣允許達到試驗溫度后再將引伸計接觸到試樣上,。
?配備氧化鋁棒用于1200℃試驗,，可選配硅碳棒用于1600℃高溫試驗。
十一,、低周疲勞試驗模塊
低周疲勞軟件主界面
?液壓手動泵給液壓頂桿夾具提供穩(wěn)定的液壓壓力,。
?液壓手動泵緩慢的加壓過程中，可以通過壓力表觀察液壓頂桿夾具壓力,，確保加到夾具需要的壓力,，并減小對試樣的軸向沖擊。
?加壓后截止閥截斷泵與夾具的通道,，讓夾具長時間保持穩(wěn)定壓力,，試驗中途不需補壓。
?一泵同時給兩只液壓頂桿夾具加壓，兩只夾具能同時達到所需壓力,。
應變+應力控制：
程序先執(zhí)行應變控制,，當應力穩(wěn)定或者滿足設定的穩(wěn)定周期，軟件自動切換到高頻率的應力控制,，減少試驗時間,。
試驗前的檢測：
試樣裝夾完成后，軟件能自動測定材料彈性模量并確認測量系統(tǒng)（力及應變）工作的正確性,。相關標準要求,，彈性模量測量值與預期值的偏離不宜超過±5%。
溫度監(jiān)控界面:
溫度監(jiān)控軟件是與溫控表通訊,，能在軟件上設置溫控參數(shù),，實時采集溫度數(shù)據(jù)。能與試驗軟件通訊,，達到設置溫度后能自動進行疲勞加載試驗,。
膨脹系數(shù)計算：
溫度從室溫升至試驗溫度后，在試樣參數(shù)中修改升溫后變形量及試驗標距(初始標距+升溫后增量),。
試驗前期曲線及數(shù)據(jù)：
1.快速到達試驗控制目標,。
2.當前1%應變控制,，R=-1,，滯回圈面積較大，塑性應變大,。
試驗中期曲線及數(shù)據(jù)：
1.隨著試樣開始疲勞動作,，試驗進入穩(wěn)定期，滯回曲線重合度較高,。
2.模量比緩慢下降,。
試驗后期曲線及數(shù)據(jù)：
1.隨著試樣裂紋變大，滯回曲線出現(xiàn)不規(guī)則變形,。
2.應變控制保持不變,，峰值快速下降。
3.模量比快速下降,。
4.試驗判停,。
曲線窗口
您可以根據(jù)需求切換縱軸數(shù)據(jù)(如應力、應變,、模量等),，顯示整個試驗的趨勢圖和整個試驗的周期數(shù)據(jù)；從趨勢圖可以獲取到中期穩(wěn)定周期和最后的失效周期,。
您可以一次選擇一個或多個周期,，軟件顯示周期的所有數(shù)據(jù)點,，方便查看試驗數(shù)據(jù)的變化。對于低周試驗建議周期為前0-10個周期,，中期穩(wěn)定周期,，后期失效周期,，加載曲線后點擊計算得到下方數(shù)據(jù)列表數(shù)據(jù),，列表中記錄了每個周期對應的數(shù)據(jù)；計算后軟件自動記錄穩(wěn)定周期數(shù)據(jù)和失效周期,，用于導入試驗統(tǒng)計報告,；您也可以把該界面的曲線及數(shù)據(jù)導出到報告中。
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