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郑州高校力学试验中心
材料拉伸试验
该试验为材料疲惫性能基本试验,通过试验可以测定材料的应力-疲惫(S-N)曲线,或测定材料的条件长久极限,使学生了解国标规定的疲惫试验方法,熟悉疲惫试验机的操作。通过试验还可以巩固材料力学关于材料疲惫现象理论的理解。
一、试验目的
-N曲线的成组试验法和测定条件长久极限的升降法,了解纯弯、拉压、弯扭等不同类型疲惫试验机的工作原理与操作方法;
,并视察已破坏疲惫试样的断口形貌特征,了解疲惫裂纹扩展规律;
。
二、试验设备

微机控制高频拉压疲劳试验机
微机控制高频扭转疲劳试验机
三、试验原理
金属材料在交变应力长期作用下,即使应力水平远低于材料的屈服强度,也会发生突然断裂破坏,这种现象称为疲惫。疲惫破坏一般无明显征兆,难以检测与预防,会造成巨大的经济损失与严峻平安事故,飞机失事的缘由就多数是因其零部件的疲惫破坏引起的。探讨材料的疲惫性能,对于结构的疲惫设计是特别重要的。疲惫试验一般要探讨材料的应力-寿命曲线(即S—N曲线)和材料的条件长久极限σr(N)。

循环特性r是表示在一个应力循环中应力交替变更程度的参数,定义为最小应力与最大应力之比。r=-1,为对称循环,其他为非对称循环。材料的疲惫试验是针对确定循环特性进行的。
疲惫试验不行能无休止进行下去,须要指定一个循环次数(如107)作为判定材料是否疲惫破坏的依据,称为指定寿命。

在确定循环特性下测定材料条件疲惫极限用升降法,须要13根以上试样。在预估疲惫极限旁边取一应力幅增量⊿S进行试验,在指定寿命以内破坏为“破坏”,超过指定寿命仍未破坏为“通过”。破坏时,下一试样的应力水平降低⊿σ,通过时,下一试样的应力水平增⊿σ,如此做完全部试样,绘出升降图。
保留第一次出现相反结果以后的数据作为有效数据,计算平均值即为条件疲惫极限。
(11-1)
其中:m-有效数据总数,n-有效应力水平级数,υi-第i级应力下数据数,σi-第i级应力。
-N曲线的测定
在确定循环特性r下的S-N曲线测定,用成组法。一般分4-5级应力水平,以升降法测得的σr(N)作为S-N曲线的最低应力水平点,其他应力水平每组需5根试样左右,测定其疲惫寿命。由试验结果可得到不同存活率下的S-N曲线。
成组法测S-N曲线
107
106
成组法数据
升降法失效
升降法通过
105
疲劳寿命N(次)
490
441
392
343
四、试验步骤
一、         开机操作
,并检查确保水泵电机空气开关闭合。
,启动网络版疲惫测控程序,注册登陆进入测试程序。
,设备预热15分钟。
,启动后严禁退出测控程序。
二、             试验操作
,以便节约能源。
,一般先操作活动尾架端较为便利。
,启动试验。
,切换到角位移限制方式下卸除试件。
三、         关机操作
,并在角位移限制方式下卸除试件,停泵。
,提交主要试验数据后退出疲惫测控程序。
,再关闭计算机。
。
四、留意事项
,当遇有紧急状况时,快速按下急停开关!
,严禁盲目操作!
、关闭监视器、关闭硬盘、进入休眠及系统待机等;在运行疲惫测控程序期间,严禁运行其它程序!
五、试验结果处理
结果可用列表法和图示法两种方法表示,用表格列出试验结果,绘出S-N曲线图