帶你了解一下疲勞試驗(yàn)機(jī)設(shè)備的發(fā)展歷史
文章出處:騰液液壓人氣:87發(fā)表時(shí)間:2019-08-06
說的疲勞試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展史,要追溯到19世紀(jì)初葉,工業(yè)革命以后,隨著蒸汽機(jī)車和機(jī)動運(yùn)載工具的發(fā)展以及機(jī)械設(shè)備的廣泛應(yīng)用,運(yùn)動部件的損壞經(jīng)常發(fā)生,這就是典型的金屬疲勞現(xiàn)象,而當(dāng)時(shí)人們還沒注意這點(diǎn),更沒有疲勞試驗(yàn)這一概念。
對疲勞現(xiàn)象首先系統(tǒng)研究的實(shí)驗(yàn)者是德國人A. Wher(沃勒),他自1847年起,在擔(dān)任機(jī)車車輛廠廠長和機(jī)械廠廠長的23年中,對金屬疲勞進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。1850年,德國人A.Wn1ler(沃勒)設(shè)計(jì)了第一臺用于機(jī)車車軸的疲勞試驗(yàn)機(jī)(亦稱A. Valery疲勞試驗(yàn)機(jī)),用來進(jìn)行全尺す機(jī)車車軸的疲勞試驗(yàn)。以后他又研制出多種型式的疲勞試驗(yàn)機(jī),并首次用金屬試樣進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。他在1871年發(fā)表的論文中,系統(tǒng)論述了疲勞壽命和循環(huán)
應(yīng)力的關(guān)系,提出了S-曲線和疲勞極限的概念,確立了應(yīng)力幅是疲勞破壞的決定因素,莫定了金屬疲勞的基礎(chǔ)。因此公認(rèn)A.nlex(沃勒)是疲勞的基人,在疲勞試驗(yàn)歷史上被稱作"疲勞試驗(yàn)之父"。從19世紀(jì)70年代到90年代, Gerber.(格伯)研究了平均應(yīng)力對疲勞強(qiáng)度的影響,提出了 Gerbert拋物線方程,英國人 Goodman.(古德曼)提出了著名的簡化直線 Goodman圖。1884年 Bauschinger.(包辛格)在驗(yàn)證Wlex疲勞試驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)了在循環(huán)載荷下彈性極限降低的“循環(huán)軟化“現(xiàn)象,引入了應(yīng)力-應(yīng)變遲滯回線的概念。但他的工作當(dāng)時(shí)人們并不重視,直到1952年 Keyon(柯楊)在做銅棒試驗(yàn)時(shí)才把它重新提出來,并命名為“包辛格效應(yīng)"。
20世紀(jì)初葉,開始使用金相顯微鏡來研究疲勞機(jī)制。1903年 Ewing丁..(尤因)和 Hunfery丁.C.W.(漢弗萊)在單晶格鋁和多晶格鐵上發(fā)現(xiàn)了循環(huán)應(yīng)力產(chǎn)生的滑移痕跡,指出了疲勞變形是由于與單調(diào)變形相類似的滑移所產(chǎn)生。1910年 Bairstow(拜爾斯托)研究了循環(huán)載荷下應(yīng)力應(yīng)變曲線的變化,測定了遲滯回線,建立了循環(huán)硬化與循環(huán)軟化的概念;并且還進(jìn)行了程序疲勞試驗(yàn)。在此時(shí)期,英國人 Gough.J.(高爾)在疲勞機(jī)制的研究上做出了很大貢獻(xiàn);他還進(jìn)行了彎一扭復(fù)合疲勞試驗(yàn),研究了彎一扭復(fù)合應(yīng)力下的疲勞強(qiáng)度;并在倫敦出版了一本巨著《金屬疲勞》。
1929年美國人 Peterson.E.(彼特遜)對尺寸效應(yīng)進(jìn)行了一系列試險(xiǎn),提出了應(yīng)力集中系數(shù)的理論值。1929年-1930年英國人 Haigh.P.(海夫)對高強(qiáng)鋼和軟鋼的不同缺口效應(yīng)做了合理解釋。1945年美國人 inerm.A.(邁因納)在對疲勞損傷積累問題進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,將Pa1 moren].V.(帕姆格倫)1924年提出的性累積損傷理論公式化,形成了著名的 Palmgren- Miner線性累積損傷法則(簡稱Miner法則)。
在20世紀(jì)40年代前蘇聯(lián)的Cepehcehc.A.(謝聯(lián)先)還提出了常規(guī)疲勞的設(shè)計(jì)計(jì)算公式,莫定了常規(guī)疲勞設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。
1952年美國國家航空管理局劉易斯研究所的 Mansons.S.(曼森)和 offing.F.(科芬),在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,提出了表達(dá)塑性應(yīng)變與疲勞壽命關(guān)系的 anson- Coffin方程,寞定了低周疲勞的基礎(chǔ)。20世紀(jì)50年代使用電子顯微鏡,給疲勞機(jī)制的研究開拓了新紀(jì)元。
用概率統(tǒng)計(jì)方法處理疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)是從20世紀(jì)40年代開始的。1949年 Weibull.(威布爾)發(fā)表了對疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理的著名方法。1959年 -Pope丁.A.(波普)指出疲勞壽命服從對數(shù)正態(tài)分布。20世紀(jì)60年代開始將統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用于疲勞試驗(yàn)和疲勞設(shè)計(jì),1963年美國材料試驗(yàn)學(xué)會(ASIM)上午E9委員會總結(jié)了這方面的研究成果,發(fā)表了《疲勞試驗(yàn)與疲勞數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析指南》( ASTMSTP91a)一書。
20世紀(jì)50年代初,出現(xiàn)了高速響應(yīng)的永磁式力矩馬達(dá),50年代后期又出現(xiàn)了已噴嘴擋板閥為先導(dǎo)級的電液伺服閥,使電液伺服系統(tǒng)成為當(dāng)時(shí)響應(yīng)最快,控制精度最高的伺服系統(tǒng)。1958年美國?萊克布恩等公布了他們在麻省理工學(xué)院的研究工作,為現(xiàn)代電液伺服系統(tǒng)的理論和實(shí)踐萸定了基礎(chǔ)。60年代各種結(jié)構(gòu)的電液伺服閥的相?問世,特別是以穆格為代表的采用干式力矩馬達(dá)的級間力反饋的電液伺服閥的出現(xiàn)和各類電反饋技術(shù)的應(yīng)用,進(jìn)一步提高了電液伺服閥的性能,電液伺服技術(shù)日臻成熟,電液伺服系統(tǒng)已成為武器和航空、航天自動控制以及一部分民用技術(shù)設(shè)備自動控制的重要組成部分。
電液伺服動態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī),在此背景下隨著電液伺服技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來。由于它既能進(jìn)行動態(tài)的高低周疲勞試驗(yàn)、程序控制疲勞試驗(yàn),也能進(jìn)行靜態(tài)的恒速率、恒應(yīng)變、恒應(yīng)力控制下的試驗(yàn)和各種常規(guī)的力學(xué)性能試驗(yàn),還可進(jìn)行斷裂力學(xué)試驗(yàn),根據(jù)需要也可以進(jìn)行部分的振動和沖擊試驗(yàn),也可以對廣義范圍上材料或構(gòu)件的疲勞壽命、裂紋擴(kuò)展、斷裂韌性性能測試、實(shí)際試件的安全性評價(jià)、工況模擬等,因此有著其它任何種類。
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