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          你需知道的12點振動疲勞知識

          2021-12-10 16:50:15來源: 作者:xdnet

            1. 結(jié)構(gòu)在聲學(xué)和振動下的疲勞特性一樣嗎?
            
            答案是不一樣的??梢苑赐疲畴姍C(jī)出現(xiàn)了疲勞故障,如果有多個故障頻率,測試時用加速度傳感器,也就是振動方式測,會出現(xiàn)幾個頻率;用聲學(xué)傳感器,也就是聲學(xué)測試,也會出現(xiàn)幾個頻率。這兩種測試方法會有故障頻率是重疊的,有的是不重疊的,但是這些都是故障頻率點,嚴(yán)苛的測試都要兩種方法都用,才能找出全部。
            
            2. 靜態(tài)SN曲線修正成振動疲勞曲線時需要繪制S-N曲線通常有兩個部分,首先通過升降法測它的疲勞極限,然后才是分不同的加載等級測S-N曲線。
            
            先求得疲勞極限為m MPa,取抗拉強度的80%約為n MPa,再在m~n MPa之間分8個加載等級進(jìn)行試驗,得到的結(jié)果按擬合方式擬合得到疲勞強度系數(shù)和疲勞強度指數(shù)。
            
            3. 目前氣門彈簧的疲勞壽命為多少?
            
            氣門彈簧的服役條件相當(dāng)苛刻,每分鐘振動頻率為2500-3000次,工作應(yīng)力高達(dá)到900-1000MPa,同時還要求在150-200℃下長期工作時負(fù)荷特性不能大幅度下降。
            
            目前,很多轎車發(fā)動機(jī)氣門彈簧的工作應(yīng)力已超過800MPa,同時為保證發(fā)動機(jī)的可靠度,通常要求氣門彈簧的疲勞壽命≥2千萬次(安全行駛2萬公里)。
            
            4. 振動疲勞是結(jié)構(gòu)所受動態(tài)交變載荷(如振動、沖擊、噪聲載荷等)的頻率分布與結(jié)構(gòu)固有頻率分布具有交集或相接近,從而使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振所導(dǎo)致的疲勞破壞現(xiàn)象,也可以直接說成是結(jié)構(gòu)受到重復(fù)載荷作用激起結(jié)構(gòu)共振所導(dǎo)致的疲勞破壞。所以只有結(jié)構(gòu)在共振帶寬內(nèi)或其附近受到激勵導(dǎo)致的共振破壞才屬于振動疲勞破壞,否則都屬于靜態(tài)疲勞問題。
            
            5. 當(dāng)振動頻率與結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率相當(dāng)時,即可視為振動疲勞問題;如果頻率遠(yuǎn)小于結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率時(頻率在幾或十幾),就是普通疲勞問題;當(dāng)振動頻率遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率,以至于與聲波頻率相當(dāng)時,即可視為聲疲勞進(jìn)行處理。
            
            6. 振動疲勞是指結(jié)構(gòu)的疲勞破壞與結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)(包括結(jié)構(gòu)固有頻率、交變載荷變化頻率、振動幅值、振動相位和結(jié)構(gòu)的振型等模態(tài))密切相關(guān)的失效現(xiàn)象,其破壞機(jī)理與靜態(tài)疲勞破壞一致,它包括低頻振動疲勞、共振振動疲勞和高頻振動疲勞。
            
            7. 振動疲勞是指振動載荷作用下,產(chǎn)生的具有不可逆且累積性的結(jié)構(gòu)損傷或破壞。
            
            8. 振動疲勞的理論與技術(shù),其主要任務(wù)是將結(jié)構(gòu)動力學(xué)各有關(guān)學(xué)科的知識和技術(shù)以及各種信息通過創(chuàng)造性思維過程,實現(xiàn)符合社會、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要,并能為結(jié)構(gòu)的振動疲勞控制提供所接受的抗疲勞設(shè)計與分析方法。
            
            9. 振動疲勞的理論學(xué)科基礎(chǔ)、研究手段和研究內(nèi)容也與靜態(tài)疲勞理論有所不同,它涉及靜態(tài)疲勞理論、結(jié)構(gòu)動力學(xué)、斷裂力學(xué)、聲學(xué)、自動控制等領(lǐng)域,是一門多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。
            
            10. 疲勞曲線制定,振動疲勞要求在一定應(yīng)力下跟蹤共振頻率發(fā)生共振破壞來進(jìn)行試驗。
            
            11. 裂紋擴(kuò)展特性,振動疲勞趨向共振和離開共振的疲勞裂紋具有不同的擴(kuò)展速率。如果裂紋擴(kuò)展使結(jié)構(gòu)固有頻率遠(yuǎn)離載荷頻率,則裂紋擴(kuò)展是收斂的,否則是發(fā)散的。
            

            12. 工程應(yīng)用方面,振動疲勞主要是降低結(jié)構(gòu)振動水平特別是局部振動水平,方法是進(jìn)行結(jié)構(gòu)動力學(xué)設(shè)計、附加阻尼處理和其它一些振動控制設(shè)計技術(shù),并考慮材料、構(gòu)造形式、工藝以及消除缺陷和降低應(yīng)力集中等問題。



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