结构疲劳理论实验报告.2a.docVIP

不同载荷历史下的疲劳损伤累积实验报告课程名称：结构疲劳寿命分析实验名称：不同载荷历史下的疲劳损伤累积实验实验时间：实验地点：实验组别：第二组指导老师：王英玉实验参加人员： SQ09018251018董斌斌SQ09018251019谭景磊SQ09078234022王瑞凯S0801136陈志超SQ09018251013王孝慧SQ09018251051赵宝华SQ09018251052袁伟SQ09018251053徐鹏SQ09018251054有连兴SQ09018251056陈佳SQ09018251084卜鹤群（组长）1实验目的通过实验了解不同载荷历史对疲劳损伤累积的影响。2使用主要仪器设备说明仪器设备名称，MTS809拉扭疲劳实验机 3实验原理线性疲劳累积损伤理论线性疲劳累积损伤理论认为载荷顺序对累积损伤没有影响，损伤可以线性地累加。各个应力之间相互独立和腹部相关，当累加的损伤达到某一数值时，试件或构件就发生疲劳破坏。线性损伤累积理论中典型的是Palmgren-Miner理论，简 称Miner理论，它对于三个问题的回答如下：(1)一个循环造成的损伤： （3.1）式中N为对应于当前载荷水平S的疲劳寿命。(2) 等幅加载下，n个循环造成的损伤： （3.2） 变幅加载，n个循环造成的损伤： （3.3）式中为对应于当前载荷水平的疲劳寿命。（3）临界疲劳损伤：若是常幅循环载荷，显然当循环载荷的次数n等于其疲劳破坏发生，即n=N，由式（3.3）得到 (3.4)Miner理论是线性疲劳累计损伤理论，没有考虑载荷次序的影响，实际中加载次序的影响很大。对于2级或者很少级加载的情况下，试验件破坏时的临界损伤值偏离1很大。对于随机载荷，则在1附近。一般的高低加载顺序，临界累计损伤小于1，而低高加载顺序，临界累计损伤大于1，这就是所谓的“锻炼”效应。4实验内容1）实验件的设计试验件分试验段，夹持部分及二者之间的过渡区这3部分组成,如图4所示。图4 试验件的组成2）实验件的参数试验件的各参数如下图5所示图5 零件的参数5实验数据记录及处理1）试验段的几何尺寸外径 = 20 mm；长度L= 40 mm2）薄壁管件材料性能E = 206000 MPa；= 0.3 ； s = 355 MPa；b = 600 MPa.3）实验过程数据记录（1）实验步骤第一步完成试样的全部制备过程；第二步待查校准情况。应确实保证这台试验机件试验前已进行过检定(在本次试验所要求的载荷范围内)，并应保证自上次检定以来，试验机没有发生过不正常的现象。第三步建立试验记录本。试验记录本中应包括没有参加这一试验的研究者所需要的全部数据，以便必要时还可以重试。第四步调好试验仇并进行试运转。许多类型的疲劳试验系统在使用之前都需要有一段稳定工作性能的时间。第五步在机器上安装试样。第六步开始试验。这时应把计数器或计时器调到零或者将当时的读数记下来。使程序装置开始工作(例如复位)，并调定读出装置。第七步装好安全装置。在这一步中，如果可能的话，让用来保护试验不受意外载荷或应变影响的所行元件都进入工作状态。第八步试验开始。第九步试验的进行。第十步确定试样的破坏标准。这个标准最好应及早定下来，但是一放还是在这一步里确定。确定了怎样才算破坏(例如应变骤增，载荷滑跌等)之后，把测量这种参量的装置问试验系统连接起来，以使当这个参量达到极限值时，试验系统就会停止工作。这个标准甚至也可以不是一个破坏标准；求在一个须定的时间内或按预定的循环周次，给试样施加疲劳载荷。 这个标准也可以是由试验人员来掌根的。例如可以要求试验工程师在看到刚开始有疲劳损伤征象时就停止试验。 无论在试验中采用什么破坏标准，都必须清楚地记录下来，并且自始至终予以应用。第十一步 停止试验。第十二步取下试样。第十三步完成记录表。在试验机复位之的，应把所有有用的数据都记录下来。试样也应当仔细地予以检查，并把所有有关试样破坏的详细情况都记下来。如果暂时不检查试样或者要把试样保存起来以备日后再来检查时，那就应该采取防腐蚀或防其他的时间效应的措施。 与试验步骤有关的最后一点是：对可能会出现的似乎是多余的数据应慎重对待。最好在试验记录本上能多记一些数据。记录个上这些多余的资料是反复核对用的绝好材料。例如，假使能细致地注意并记录频率和起始及终止时间的话，那么即使循环计数器失灵，也不会导致昂贵的疲劳试验失效。具体实施步骤如下：a）对45号钢进行2级加载，来研究不同载荷历史对疲劳损伤累积的影响。b）先进行高低实验，在载循环载荷下进行次实验，在载荷下进行次实验，直到试验件出现裂纹。c）进行低高实验，在载荷下进行次实验，在载荷下进行次实验，直到试验件出现裂纹。记录下数据。（以上循环载荷R=-1）4)实验注意事项第五步当把试样安装到试验机的夹头上时应当小心，以防试样产生过大的预应变，因为预应变大了会影响试验结果。根据经验估计应将这种载荷或应变限制在疲劳极限时的25%以下。第八步每个试验都有一定的载荷或者应变同时间的关系。当试验开始时，某些循环中，载荷或者应变和时间的关系有可能成多或少地偏离给定曲线，这些都应记在记录本上。第九步试验展开后，试验人员要观察试详的状态，以确定是否有过大的振动、发热或其他反常现象。必要时应中断试验或洲整数装。第十一步停止试验时，与开始试验的时一样，如试样还没有破坏，那末它所受到的载荷或应变可能有虚假。如果这个疲劳试验后紧接着还要进行其他试验(例如断裂韧性试验)，则这种虚假的载荷就会影响后面的试验结果。特别注意，试样在试验开始和停止时的载荷或者应变对应于时间的曲线，都应记入记录本中。试验工程师应考虑好怎样防止工作人员在试样破坏时受到伤害。第十二步把试样从疲劳试验机上取下来时应当小心。如试件还没有断，则应注意使为了断开试样而施加的超载为最小。如果试样己断，则应防止损