超声疲劳研究

超声疲劳试验方法省时、节能,适用于材料的长寿命疲劳和低速率裂纹扩展研究。近年来该试验技术和理论研究日益发展成熟。超声疲劳不仅属于疲劳学和断裂力学的基础研究,而且其成果已应用于航空、航天等工业领域。着重介绍超声疲劳研究的进展。     

疲劳及影响疲劳试验结果的主要因素

论述了疲劳问题的重要性和疲劳破坏现象，以及影响疲劳试验结果的主要因素，包括材料的化学成份、热处理、试件大小、表面粗糙度、应力状态等等。     

压气机叶片的振动疲劳特性

首次报道了关于采用11CrNi2MoVA材料制造的某型航空发动机压气机第3级叶片振动疲劳特性的研究。结果发现:(1)叶片振动疲劳破坏模式随使用寿命增加而变化。新叶片的破坏位置在叶背最大应力点附近处,而随着使用寿命的增加,叶片破坏位置转向进排气边缘。(2)叶片振动疲劳强度随使用寿命增加而逐渐下降。采用升降法对新叶片、200小时、400小时叶片的实验结果证实了这一点。(3)采用现行方法对叶片的维修有利于叶片疲劳强度的恢复。对使用寿命为400小时的未维修叶片和已完成维修叶片的对比实验表明,维修可使叶片疲劳强度提高,但叶片破坏位置仍在叶片的进排气边缘。      

超声调制电加工振动系统工具优化设计及试验

用有限元方法分析超声调制电加工振动系统,探讨有、无负载时振动工具的动力学特性,通过ANSYS分析结果与理论计算值的比较,表明用有限元方法分析超声特性有较高精度;用ANSYS参数化方法设计、优化超声振动工具设计,通过振动系统的振动特性测试,验证了振动系统设计的合理性;通过微结构超声复合电解加工试验,证明超声调制电解方式加工难加工材料、异型面的技术优势.     

咬边缺陷对超声冲击处理焊接接头疲劳性能的影响

结合国产1 6Mn低合金中强钢,进行了使用超声冲击法提高含咬边缺陷的十字型焊接接头疲劳强度、延长其疲劳寿命的研究。结果表明:咬边等焊接缺陷降低焊接接头疲劳强度(与不含明显上述缺陷的试件相比)约10%～20%左右;超声冲击处理后,含咬边缺陷的(焊趾处)1 6Mn钢十字接头的疲劳强度提高66%,疲劳寿命提高10～40倍;与不含焊接缺陷的焊态试件相比,提高疲劳强度32%,提高疲劳寿命2～7倍;咬边缺陷对冲击处理后焊接接头的疲劳性能仍有不利的影响。     

超声椭圆振动精密切削

传统超声振动切削加工中刀具后刀面与工件已加工表面的高频摩擦使刀具承受交变拉压应力,导致刀具疲劳崩刃。超声椭圆振动切削技术使刀具以椭圆振动轨迹对工件进行切削,避免了刀具后刀面与已加工表面的摩擦,有效抑制了刀具的崩刃破损;同时,将刀具前刀面与切屑之间有害的摩擦力变为有利的切削力,增加了刀具的剪切角,降低了切削过程中的吃刀抗力,提高了加工精度。     

起落架轮叉疲劳试验系统设计与应用

<正>起落架作为单传力部件,其受载形式复杂,在起飞着陆过程中要承受很大的载荷和强烈的冲击,飞机起落架的使用条件比其他结构部件更为恶劣。据统计,起落架结构引起的和与起落架相关的事故大约占飞机结构破坏事故的2/3以上,其主要表现是结构疲劳破坏。飞机起落架的疲劳强度试验是一项复杂的系统工程。起落架的工作环境恶劣,载荷历程多变,起落架的疲劳寿命预测分析与破     

复合材料超声辅助螺旋铣削试验研究

采用螺旋铣削与超声振动复合加工工艺针对碳纤维树脂基复合材料进行制孔加工试验.分析了超声辅助螺旋铣削制孔加工原理;以相同加工效率开展了制孔试验,分析了制孔过程中的切削力及孔的加工质量;阐述了加工参数对切削力、切屑形式和制孔质量的影响.研究结果表明:超声辅助螺旋铣削复合加工方法可以用于碳纤维复合材料加工,且增加超声振动幅值、降低刀具每齿材料去除量可有效减少孔出口处的毛刺、撕裂等加工缺陷.     

超声振动干式镗削40CrMnSiMoVA钢的试验研究

研究了干式切削条件下 ,超声振动镗削4 0CrMnSiMoVA钢的工艺方法及加工精度、表面粗糙度、表面硬化程度的规律性     

超声振动钻削装置设计与研究

为解决碳纤维复合材料和钛合金钻孔加工过程中钻头磨损严重、加工孔质量差等问题,研制了一款超声振动钻削装置.超声振动钻削装置的性能取决于声振系统设计的好坏.本文首先对声振系统的结构设计进行了理论探讨,然后采用ANSYS软件对其进行了模态分析和谐响应分析.在碳纤维复合材料和钛合金的初步钻削试验中,超声振动钻孔和普通钻孔相比轴向钻削力分别减少了48％和31％,结果表明所研制的超声振动钻削装置具有良好的钻削性能.     

搭接缝焊接头疲劳强度的断裂力学分析

从线弹性断裂力学的角度出发,用一个断裂力学参数Kθ来表征缝焊接头的疲劳强度,并用有限元法对影响Kθ的各种因素进行了分析,得出了计算Kθ的经验公式。通过疲劳试验,得到两种材料(GH150和1Cr18Ni9Ti)缝焊接头的△K-N曲线,运用△K-N曲线可以更准确地估算各种复杂形式的缝焊接头的疲劳寿命。      

电（磁）涡流技术在振动疲劳试验中的应用

根据电（磁）涡流技术研制出一种新型振动疲劳试验设备,其工作频带宽、高频特性好。系统中引进串联电容谐振方案,显著地提高了能量利用,大大降低了功率消耗。在疫劳试验技术方面开创了一种新的激振方法。 本文阐明了电（磁）,涡流激振的工作原理,性能特点,叙述了磁路分析与结构设计、电容谐振方案、振幅自动挂制与遥控监测等。最后,介绍了用该设备对发动机叶片进行振动疲劳试验,其结果是令人满意的。     

声发射技术在直升机疲劳试验裂纹检测中的运用

随着声发射技术的发展,声发射技术在工程无损检测上的运用日益广泛。本文对声发射技术的应用现状、基本理论及在直升机疲劳试验裂纹检测中的应用进行了介绍,以期让更多的直升机行业的技术人员对声发射技术有个基本了解。     

超声疲劳裂纹扩展性能的计算与分析

简述了超声疲劳试验机的工作原理以及应用超声疲劳试验技术研究工程结构材料疲劳裂纹扩展性能的实验方法。通过三维有限元计算及动态模态分析,研究了包括整体裂纹扩展试件及聚能器在内的振动体的应力、应变场和位移场,导出了确定裂纹尖端应力强度因子的位移法和能量法,并对这两种计算分析方法的特点以及所得到的结果进行了分析对比。计算与分析结果表明,应用能量法研究超声疲劳载荷下的裂纹尖端应力强度因子及疲劳裂纹扩展性能,具有简明和计算精度高等突出优点。      

超声振动载荷下合金的疲劳裂纹扩展性能研究

本文应用超声共振试验技术研究了4种工程常用合金(Astroloy, 17-4PH, Ti-6Al-4V, Al-Li8090)在超声振动载荷(f=20kHz, R=-1)下的疲劳裂纹扩展性能, 并与常规疲劳载荷(f≤50Hz, R=0.7)下材料的有关性能做了对比分析。对超声疲劳载荷下材料损伤及裂纹扩展机理的特点做了研究, 给出了这种特定载荷形式下应力强度因子的计算方法。研究结果表明, 超声疲劳载荷下各种合金的裂纹扩展性能与常规疲劳试验中确定的有效应力强度因子△Keff类同。      

FFT试验技术在构件疲劳试验机动特性分析中的应用

在飞机发动机零部件的疲劳寿命研究中,因试件种类繁多,故要求所设计的试验机的电液伺服系统和加载承力机构必须具有很强的适应性、良好的动态特性。但因各被试件差异甚大,动力机构又较为复杂,呈多自由度系统,往往给系统特性带来不良影响。因此,在系统设计中,搞清其动特性是十分必要的。为此,我们采用了宽带激励与正弦扫频方法,运用FFT分析技术进行了大量的试验研究工作,较理想地获取了系统的整体与局部动态特性,建立了系统的数学模型。      

微机在疲劳试验自动化中的应用

在航空叶片振动疲劳试验自动化中,根据疲劳振动试验的参数要求,调控系统组成如图1所示。其中A/D装置的转换时间为20μs,D/A装置的转换时间为3μs。在D/A板上还装有由两个16Bit计时器构成的32Bit计时器,并由软件规划成按日、时、分、秒计时的时钟。该时钟由微处理机1MHz的主钟脉冲驱动,计时准确性甚高,用来统计叶     

含置信度叶片疲劳寿命可靠性试验技术

本文指出在进行叶片可靠性试验时,不仅要考虑可靠度指标要求,还必须综合考虑置信度、可靠度,小样特性和模拟试验技术等等因素。从这一观点出发,本文提出了一种较合理的确定叶片疲劳寿命的可靠性试验。这种技术也适用于其它零件的疲劳寿命试验。     

保证试验对陶瓷试件疲劳强度的影响

 应用断裂力学理论分析了保证试验对陶瓷试件造成的损伤及其对疲劳强度的影响。保证试验后试件的最低强度可根据材料的亚临界裂纹扩展参量、保证应力和保证试验的卸载速率估算。采用惰性试验环境和高的卸载速率可获得较高的试件最低剩余强度值。