一、島津超聲波疲勞試驗系統

 

試驗原理

 

SHIMADZU USF-2000A

 

超聲波激勵的USF-2000A疲勞試驗機的加載原理同普通的疲勞有很大的不同，它是由壓電元件產生20 kHz的振動，將振動通過諧振腔放大再傳導至加工成特定尺寸形狀的試樣，試樣產生共振形成穩定的駐波，不斷地收縮和伸長由此進行20 kHz的疲勞試驗。

 

下圖是不同頻率的試驗機完成固定周次的疲勞試驗所要花費的時間，可以看出：如106周次的試驗，普通試驗機20Hz的測試頻率需要十多個小時，300Hz測試頻率的疲勞試驗機需要1個小時；而107周次的試驗，20Hz測試頻率需要數百小時，300Hz測試頻率需要8-9個小時，而20 kHz幾分鐘即可完成；如109周次這種普通伺服疲勞試驗機很難完成的實驗，USF也僅需14個小時即可完成。

 

二、島津超聲波疲勞試驗系統

 

優點：

 

SHIMADZU USF-2000A

 

1由于在共振狀態下進行試驗，可以產生高應力，能夠進行1000 MPa級的鋼材試驗。

 

2采用計算機設定和控制試驗，可在桌面上進行試驗。

 

3試驗設備的功耗小，節能環保經濟。

 

4可以簡單地再現微小缺陷而產生的疲勞破壞。

 

5能以20kHz的重復頻率快速評價金屬材料的疲勞壽命,一般100Hz頻率下測試1010次循環試驗需要3.2年，使用本機進行試驗只需要6天。

 

另，由于USF-2000A的共振原理限制，其加載的正負比是-1，即平均應力為0。島津將單體超聲波疲勞試驗機USF-2000A和靜態試驗機AGX-V相結合，新開發了帶平均應力加載的超聲波疲勞試驗系統，可實現平均應力不為0的超高周疲勞試驗，為研究超高周疲勞狀態下的疲勞損傷機理和疲勞壽命行為提供了更可靠的測試方案。