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      超聲疲勞試驗機

      超聲疲勞試驗機

      更新時間:2019-09-20

      產品型號:

      產品報價:

      產品特點:疲勞試驗機用于進行測定金屬、合金材料及其構件在室溫狀態下的拉伸、壓縮或拉壓交變負荷的疲勞特性、疲勞壽命、預制裂紋及裂紋擴展試驗。

      針對現代機械裝備零件超長壽命和超高可靠性要求,傳統的疲勞試驗技術已無法滿足現在的要求。超聲波疲勞試驗是一種加速共振式的疲勞試驗方法,可大大縮短試驗的時間,是航空發動機葉片超長壽疲勞試驗唯yi可用方案。

      超聲疲勞試驗機的詳細資料:

      疲勞試驗機用于進行測定金屬、合金材料及其構件在室溫狀態下的拉伸、壓縮或拉壓交變負荷的疲勞特性、疲勞壽命、預制裂紋及裂紋擴展試驗。

      針對現代機械裝備零件超長壽命和超高可靠性要求,傳統的疲勞試驗技術已無法滿足現在的要求。超聲疲勞試驗是一種加速共振式的疲勞試驗方法,可大大縮短試驗的時間,是航空發動機葉片超長壽疲勞試驗唯yi可用方案。

      金屬疲勞造成空難

       

      2018年4月17日1380次航班(波音737-700),從紐約– 拉瓜迪亞機場前往達拉斯愛田機場。

      1號發動機的13號風扇葉片丟失。有證據表明葉片破裂的區域存在金屬疲勞。事故發動機的風扇葉片,自新安裝以來累計超過32000個發動機循環。

       

       

       

      金屬疲勞試驗重要性

       

      航空燃氣渦輪發動機是飛機、直升機的主要動力裝置,是長期制約我國航空工業和軍事裝備發展的關鍵裝備。航空發動機是具有多個轉子且工況變化十分頻繁的高速旋轉機械, 其部件(特別是葉片和盤)承受十分復雜振動載荷。

      PW4084發動機,配裝波音777客機

      由振動載荷引起的材料疲勞問題是制約航空發動機高可靠性、長壽命服役的關鍵問題,長期以來一直困擾我國航空發動機的研制生產和安全使用。

      葉片疲勞因素

      高周疲勞(HCF)和超高周疲勞(VHCF)主要是由各種氣動、機械源誘導的振動應力引起的,其頻率可達數千赫茲,可以導致發動機重要部件(風扇、壓氣機和渦輪葉片或盤,以及導管)疲勞斷裂,甚至導致飛行事故。

      • 發動機內流擾動
      • 自激振動(顫振和抖振流動分離)
      • 流動畸變(壓力)
      • 轉子不平衡

      聲疲勞試驗原理

      超聲疲勞試驗是一種加速共振式的疲勞試驗方法,在被加載試樣上建立機械諧振波?;趬弘娚炜s原理并利用高能超聲波諧振技術,它的測試頻率(20kHz)遠遠超過了常規疲勞測試頻率。在實際試驗時間內能得到疲勞度以及閾值附近的數據,由于頻率高,能夠迅速地檢測各種各種工業材料的高重復周期的疲勞極限。

      針對現代機械裝備零件超長壽命和超高可靠性要求,超聲疲勞試驗機基于超聲波諧振原理,在試樣上產生高頻振動載荷,完成材料的(超)高周疲勞性能試驗。本公司研制的第三代多功能超聲疲勞試驗機具有工作頻率范圍寬、輸出幅值大、控制精度高的特點,可以開展各種金屬材料和復合材料的變應力比軸向對稱拉壓、變應力比三點彎曲、振動彎曲等多種加載形式的超聲疲勞試驗,同時提供軸向拉壓、三點彎曲、振動彎曲等各類試樣的輔助優化設計軟件。

      超聲疲勞試驗優點

      • 可作隨機變幅加載,包括低水平載荷,從而更接近工程實際。
      • 采用計算機設定和控制試驗,可以簡單地再現微小缺陷而產生的疲勞破壞。
      • 由于在共振狀態下進行試驗,可以產生高應力,能夠進行1000MP*的鋼材試驗。
      • 試驗設備所需輸出功率很低(數十瓦到數百瓦),可大量節省能源,節約試驗經費。
      • 諧振時試件端部的應力水平很低,從而簡化了試件裝夾,只需一端裝夾,這對于脆性材料很有利。
      • 以20KHz的重復頻率快速評價金屬材料的疲勞壽命,縮短試驗時間數百倍乃至上千倍。

       


      以10 9疲勞試驗為例

       

      20Hz伺服液壓疲勞試驗需要1.5年;

      50Hz旋轉彎曲試驗機需要231天;

      300Hz高頻振動臺需要38.5天;

      20Khz超聲疲勞實驗僅需13.8小時。

       

       

       

       

       

      超聲疲勞試驗法主要應用

      主要應用于航空航天、高鐵汽車和電站等領域,開展合金鋼、鋁合金和鈦合金等各類金屬材料,以及碳纖維復合材料的(超)高周疲勞性能試驗。相較于常規疲勞試驗方法,可以縮短試驗時間90%以上,大幅度節省試驗成本。

      設備參數

      工作頻率20KHz±1KHz使用功率2000W
      頻率分辨率1Hz波形失真度<1%(20KHz正弦波)
      輸出振幅±10~±75μm控制精度1μm
      線性度>99%驅動電源數控發生器
      工作模式連續或間斷工作產品型號HC-DF2030GD-3
      超聲振動應力范圍:(以鈦合金為例)
      拉壓100~750MPa三點彎曲65~487.5MPa
      振動彎曲55~412.5MPa平均應力范圍0~1000MPa

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