如果你曾经花费数周或数月等待来自合同测试实验室的轴向疲劳测试数据,或者花费数十万美元为自己的研究实验室购买多个轴向疲劳测试系统……请继续阅读。
疲劳承受极限
据估计,在使用中超过90%的材料失效是由疲劳引起的,而不仅仅是机械过载。执行金属疲劳测试以计算材料的耐久极限在航空航天和汽车等许多行业中至关重要,以确保安全、高效和持久的产品设计。
确定金属耐久极限的主要方法是力控制恒幅轴向疲劳试验ASTM E466或ISO 1099.这些测试方法在世界各地的许多材料测试实验室得到了广泛的认可和执行。
这个问题?
进行这种测试所需的轴向疲劳测试设备非常昂贵,如果测试频率限制在10-25次,测试可能需要相当长的时间预计有Hz和数百万个周期。
那么解决方案是什么呢?
旋转梁疲劳试验(ISO 1143金属材料-旋转棒弯曲疲劳试验
旋转梁疲劳测试(有时被称为R.R.摩尔方法)自19世纪以来一直存在。它使研究人员能够:
- 在更高的频率下进行疲劳测试,通常高达100Hz,与轴向疲劳测试相比,可以获得更快的可操作数据。
- 与高容量伺服液压轴向疲劳试验系统相比,通过购买更简单和更具成本效益的试验机设计来节省资本费用。旋转梁疲劳机的成本通常是金属测试轴向疲劳机的20%-25%,并且不需要那么多的维护。
旋转梁疲劳试验力的应用
在旋转梁疲劳试验应用中,弯曲应力被施加到恒定旋转的圆形试样上,导致试样表面看到交变的拉应力和压应力。该方法有效地模拟了R值为-1的轴向疲劳试验。
旋转梁疲劳和轴向疲劳试验方法
两种试验方法之间的主要区别是轴向疲劳试验在整个被测试样的横截面上施加均匀的应力,而旋转梁疲劳试验产生的应用应力从中性轴上的0线性增加到试样表面的最大应力值。
旋转梁疲劳试验结果
虽然旋转梁疲劳试验不能取代轴向疲劳试验,但研究人员肯定有办法将旋转梁疲劳结果与轴向疲劳试验结果联系起来。通过仔细的样品制备,并保持对材料均匀性和表面光洁度的关注,研究表明(见下面的参考文献),确实有可能将两种方法的数据准确关联起来。一旦确定了相关性,通往更快数据和更便宜测试的道路就敞开了!
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