每當(dāng)我們需要進(jìn)行金屬材料低周疲勞試驗(yàn)的時(shí)候,我們就不得不面對材料之中出現(xiàn)裂紋的情況。這時(shí)候無損檢測就是我們在第三方檢測機(jī)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(gè)檢測需求。
只能依照實(shí)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(xiàng)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(jìn)行相應(yīng)測試。
下面我們來談?wù)劊菟ㄉ扉L量與低周疲勞之間所存在的一定聯(lián)系。試驗(yàn)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(jìn)行記錄。并詳細(xì)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(jī)上。
以上數(shù)字部分后面都缺少單位,單位為kN。還有補(bǔ)充的是疲勞機(jī)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(dòng)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(bǔ)充的是疲勞機(jī)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(dòng)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(shí)間,Y軸為螺桿伸長量(單位微米)。藍(lán)色寬帶是疲勞機(jī)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(yàn),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(yàn)條件基本一致,但是在近斷裂前,比0號螺栓提前停止試驗(yàn),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(jī)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(dòng)載后,開始做小動(dòng)載荷,靜載20kN,動(dòng)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(shí)候,的確有塑性變形發(fā)生。這個(gè)塑性變形應(yīng)反映了微裂紋的擴(kuò)展程度。
2號螺栓
2號螺栓:大動(dòng)載,試驗(yàn)方法和2號螺栓一樣,現(xiàn)象也沒有什么差別,算是驗(yàn)證了2號螺栓現(xiàn)象的重復(fù)性。
3號螺栓:小動(dòng)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)。