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关于引伸论文范文 轴向引伸仪初始应变归零对应变疲劳试验的影响相关论文写作参考文献

分类:论文提纲 原创主题:引伸论文 更新时间:2024-02-29

轴向引伸仪初始应变归零对应变疲劳试验的影响是适合引伸论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文,相关引伸开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。

摘 要:基于试验原理的分析及公司间相同试验的数据差异性研究比对,本文采用了轴向低循环疲劳试验(LCF)初始应变的不同归零方式,对常用非延性金属材料,设定实验模型,对试验结果进行数理比较分析,得到试验正式开始前的初始应变值保持在±0.0005mm/mm范圍内,弹性模量或应力幅的误差均小于1%.

关键词:低循环疲劳LCF;初始应变ε0;弹性模量E

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.242

0 引言

随着科技的不断发展,发动机的涡轮等转动部件工作在高温、大应力和有限寿命情况下,进而大量地使用高性能合金材料.研究这些材料的常、高温低循环疲劳[5](LCF)性能,对工程部件的疲劳设计制造、改进、质量及可靠性等具有重要意义和价值.

实际工作中,试验人员按照已有的试验标准进行,对试验标准中未进行规定的试验技术细节,常按期积累的工作经验来进行,这样导致试验误差的产生和试验结果的不一致.本文暂不考虑其它影响因素,仅从初始应变归零的问题进行讨论.轴向LCF试验中,因安装应变仪会随机产生初始应变或试样加温保温完成后因温度的变化产生初始应变,这种初始应变值每次试验中并不相同,必须在初始载荷为零(或规定)的情况下进行归零.这种在疲劳试验正式开始前(零点)初始应变的归零对试验参数产生多少影响?目前国内外对这问题的研究极少.GB/T15248《金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法》[1]对影响试验参数的初始应变的归零未作规定,本文主要通过理论分析、验证对比试验和实际试验结果比对来探讨这种影响,这对试验人员进一步掌握低周应变疲劳试验技术,提高试验结果准确性、有效性,为修订试验方法、标准提供科学试验数据.

1 试验部分

1.1 试验前理论分析

应变仪依照不同型号具有其固定的标距L0,如25mm或12mm等,在机器的应变计算模块中使用L0作为控制和计算.当应变仪安装在试样上时,会产生随机的初始应变ε0,进行试验之前须将初始应变归零,才能正式进行试验(否则此初始应变会递加到试验应变上,即使微小的初始应变也应该清零),此时应变仪在试样上应变零位的标距为L0+L0*ε0;而在高温试验中,情况也类似,当试样从室温[2]升到试验温度并稳定时,试样的膨胀会增加温度应变,若总应变为εT,此时应变归零后,引伸仪在试样上零位的标距为L0+L0*εT;由以上两种情况可以设定在任何应变不为零(总的初始应变为εt0)时,归零后在零点真实的应变仪规长Lc等于L0+L0*εt0.假如试验的应变值为εD,实际上的真实应变值为εT等于(L0*εD) /(L0+L0*εt0)

可得 εT等于εD /(1+εt0) (1)

由(1)可知,当初始应变εt0<0时,εT>εD;

当初始应变εt0>0时,εT<εD;

也就是说,在初始应变不为零的情况下,应变归零后,在试验过程中所产生的真实应变εT值与当初始的应变为零时试验所测控的应变εD值在原理上是有差别的.这种差别在一定控制范围内会很小,有时可能产生足够明显的差别,这会影响到试验用于计算的弹性模量、应力乃至疲劳寿命Nf等.

低循环疲劳(应变)试验中,循环应力幅变应幅满足:

△σ/2等于K′ (△εp/2)n′ (2)

其中n′循环应变硬化指数,k′循环强度系数.

低循环疲劳(应变)试验中弹性应力幅与寿命或弹性应变幅与寿命的关系为:

△σ/2等于σf′(2Nf)b 或△εe/2等于(σf′/E)(2Nf)b

塑性应变幅与寿命的关系为:△εp/2等于εf′ (2Nf)c

总的应变幅△εt/2等于△εe/2+εp/2

即 △εt/2等于(σf′/E)(2Nf)b+εf′ (2Nf)c (3)

其中σf′弹疲劳强度系数,b疲劳强度指数,εf′疲劳延性系数,c疲劳延性指数.

非弹性疲劳试验对同一试样不具有可逆性,即在过弹性阶段有限循环周次的应变疲劳试验无法控制试样本身的性质的变化,不利于数据结果的科学对比.而在弹性范围内,可以方便地用同一试样在完全同样的试验条件下进行不同初始应变的对比试验.

试验在弹性范围内满足胡克定律,则(3)式可见转化为:

试验的应力幅值 △σ等于Ef*△εe (4)

同理,试验的(计算)动态弹性模量 EfC等于△σ/△εD.

例如A、B、C三个试验分别以εA>0、εB≈0、εC<0的初始应变归零,在试样的弹性范围内进行试验条件完全相同的应变疲劳试验.按照应变仪的测控原理,计算弹性模量时,在试验技术参数相同的情况下,A、B、C都具有相同的试验应变幅值△εe,按照1.1中(1)式,三者产生的真实应变应该有差别,即εAT<εBT<εCT,而试验材料本身的弹性模量Ee在相同试验环境条件下不变,按照胡克定律,故A、B、C试验中所得的真实应力应该满足

σAT等于E*εAT<σBT=E*εBT<σCT=E*εCT,

因用于计算弹性模量的实际应力不同,所以试验应该测量到三种不同的弹性摸量值,即

EAT等于σAT/εE

那么,只要在同一试样在完全同样的试验条件下进行二个不同极性初始应变的试验,通过对比其弹性模量或应力幅值结果,就可验证上述分析.

1.2 试验设备和环境条件、试样

MTS370 (LANDMARK),应用软件MPE,试验室温度:23℃,湿度:70%,试样:螺纹连接等截面圆棒试样;所有应变仪都在室温下进行线性标定;试验机的同轴度:计量所校检满足国标要求.

总结:本论文主要论述了引伸论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。

参考文献:

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