低周疲勞裂紋測試與緊固件斷后伸長量分析實驗
每當(dāng)我們需要進行金屬材料低周疲勞試驗的時候，我們就不得不面對材料之中出現(xiàn)裂紋的情況。這時候無損檢測就是我們在第三方檢測機構(gòu)之中，最長使用的檢測方法。
在目前的低周疲勞裂紋無損檢測之中。顯微鏡觀測法，AE收集檢測法，掛片應(yīng)變測試法以及AE成像檢測法都是最常用的疲勞裂紋檢測方法。由于受到檢測方法的限制，這四種檢測方法無法全面覆蓋到各個檢測需求。
只能依照實際的檢測情況，靈活挑選最適合的檢測手段。單就精度來說，要求不高的項目可以使用顯微鏡檢測方法。而要求較高精度檢測的，可以用鍍層檢測的方法來進行相應(yīng)測試。
下面我們來談?wù)?，螺栓伸長量與低周疲勞之間所存在的一定聯(lián)系。試驗的背景是利用超聲螺栓預(yù)警測量儀對螺栓遭受的低周疲勞進行記錄。并詳細觀察螺栓遭受疲勞發(fā)生斷裂錢，伸長率所發(fā)生的變化。
在螺栓尾部貼壓電陶瓷片，并置于瑞士Rumul疲勞機上。
以上數(shù)字部分后面都缺少單位，單位為kN。還有補充的是疲勞機的頻率是100Hz；iBolt螺栓預(yù)緊力測量儀的測量頻率是2000Hz。須注明的是：無論靜載還是累加動載，均未超出螺栓的彈性段。
以上數(shù)字部分后面都缺少單位，單位為kN。還有補充的是疲勞機的頻率是100Hz；iBolt螺栓預(yù)緊力測量儀的測量頻率是2000Hz。須注明的是：無論靜載還是累加動載，均未超出螺栓的彈性段。
0號螺栓
0號螺栓：上圖X軸為時間，Y軸為螺桿伸長量（單位微米）。藍色寬帶是疲勞機交變拉伸螺栓所測量的包絡(luò)線，其局部放大在上圖。由上圖可以看到：1）螺栓伸長量中軸線在向上漂移，增大；2）同等載荷下，螺栓伸長量的峰峰值在增大；3）螺栓在區(qū)域斷裂前，螺桿迅速變長。4）斷裂前，停止疲勞試驗，螺桿發(fā)生塑性變形，不能回歸到原始長度。
1號螺栓
1號螺栓：和0號螺栓疲勞試驗條件基本一致，但是在近斷裂前，比0號螺栓提前停止試驗，發(fā)現(xiàn)：螺栓居然沒有發(fā)生塑性變形，螺栓長度回位了。這說明：1）在低周疲勞的近斷裂前，才發(fā)生了螺栓塑性變形；2）螺栓伸長量的中線向上漂移，有可能是疲勞機控制的問題，或者是其它未知原因所造成。
1號螺栓在做完大動載后，開始做小動載荷，靜載20kN，動載18kN，發(fā)現(xiàn)：在螺栓趨于斷裂前，伸長量中線迅速向上漂移，峰峰值增大。這說明，在臨界斷裂（裂紋在發(fā)展）的時候，的確有塑性變形發(fā)生。這個塑性變形應(yīng)反映了微裂紋的擴展程度。
2號螺栓
2號螺栓：大動載，試驗方法和2號螺栓一樣，現(xiàn)象也沒有什么差別，算是驗證了2號螺栓現(xiàn)象的重復(fù)性。
3號螺栓：小動載，現(xiàn)象和2號螺栓沒有太大差別，放大螺栓在最后斷裂前的伸長量交變波形，可以看到由于裂紋生長，反映在伸長量波形上的發(fā)展趨勢（伸長量波形頭頂上的長出了犄角，犄角越長越大，最后犄角和波形融為一體，這就是裂紋在不停地生長）。
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