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我国研究员在压电阻抗法的基础上研制出检测疲劳裂纹的监测仪器
时间:2019-08-28 11:56  浏览:360
  飞机、船舶、汽车、动力机械、工程机械、冶金、石油等机械以及铁路桥梁等的主要零件和构件,大多在循环变化的载荷下工作,疲劳是其主要的失效形式。因此,疲劳理论和疲劳试验对于设计各类承受循环载荷的机械和结构,成为重要的研究内容。
 
  近日,珠海检测院运用压电阻抗法结构健康监测技术,研制出大型港机疲劳裂纹在线监测仪。该仪器能发现出尺寸为0.5mm的初始裂纹,并对裂纹的整个扩展过程进行动态监测,该监测仪器模块包括信号激励、电阻抗测量、数据采集、数据存储、特征参量提取。
 
疲劳裂纹
  
       电阻抗
 
  电阻抗是物理学的一种词语,是指电路中任意两点之间的电学特性。在一般情况下,电路元件常常不止一个,而是电阻、电感、电容、变压器等复杂组合。在电路中任意两点之各元件串联或并联的组合结果,其特性可用电阻抗Ze表示。Ze=E/I=Re+JXe,式中下角符号“e”代表电学量,一般情况下Ze是个复数,其实部Re为电阻,虚部Xe为电抗。
 
  疲劳裂纹
 
  由于制造零件的材料具有夹杂、偏析或缺陷;或由于设计不合理;或由于加工制造的工艺不合理等等,往往会在零件的某些部位产生应力集中,在反复的应力交变下萌生裂纹。

       材料在循环应力和应变作用下,在一处或几处逐渐产生局部累积损伤,经一定循环次数产生裂纹或突然发生完全断裂的过程就是疲劳裂纹。

       根据循环荷载的幅值和频率,疲劳可以分为等幅疲劳、变幅疲劳和随机疲劳;根据材料破坏前所经历的循环次数(即寿命)以及疲劳荷载的应力水平,疲劳又可以分为高周疲劳、低周疲劳和亚临界疲劳。

       金属的疲劳一般分三个阶段:疲劳裂纹萌生阶段、疲劳裂纹生长阶段、疲劳断裂阶段。疲劳裂纹生长正是疲劳的第二阶段,指的是在疲劳裂纹在扩展区生长。
 
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