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超聲波疲勞試驗(yàn)機(jī)的基本原理與設(shè)備組成

閱讀：71發(fā)布時(shí)間：2026-1-15

疲勞試驗(yàn)機(jī)在許多應(yīng)用中，承受周期性或重復(fù)性機(jī)械應(yīng)力的金屬零件在低于靜態(tài)測試值時(shí)會(huì)失效。

這一過程稱為疲勞破壞，它起源于應(yīng)力集中點(diǎn)，如缺口或夾雜物。一旦成核，裂紋會(huì)因循環(huán)應(yīng)力而穿過部件，直至斷裂。據(jù)估計(jì)，疲勞導(dǎo)致90的機(jī)械故障。機(jī)械故障會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故，如飛機(jī)失事和交通事故。所以，為了避免此類事件，疲勞試驗(yàn)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。

超聲波疲勞試驗(yàn)機(jī)作為一種加速疲勞試驗(yàn)技術(shù)，可以大大縮短新工藝、新材料的應(yīng)用周期，受到發(fā)電、航天、核能、航空等重要領(lǐng)域的青睞。超聲波疲勞試驗(yàn)機(jī)要求具有高性能，以保證超聲波疲勞試驗(yàn)領(lǐng)域的具體應(yīng)用技術(shù)。

超聲波疲勞試驗(yàn)機(jī)用于超聲波疲勞試驗(yàn)。超聲波疲勞試驗(yàn)是基于縱波沿給定材料樣品的傳播，在被測元件上產(chǎn)生周期性應(yīng)力壓縮效應(yīng)。一段時(shí)間后，由于各種材料的差異，裂紋會(huì)在試件擴(kuò)展到疲勞破壞?？v向機(jī)械波由機(jī)電換能器產(chǎn)生，該換能器填充有在設(shè)備的電子級(jí)產(chǎn)生的正弦電信號(hào)。電信號(hào)產(chǎn)生、放大，送到由壓電環(huán)組成的，將電壓和電流轉(zhuǎn)換成縱向機(jī)械位移。

超聲疲勞試驗(yàn)機(jī)的工作原理是在整個(gè)系統(tǒng)的共振頻率下工作，采用壓電陶瓷彈性振動(dòng)波的共振試驗(yàn)方法，包括換能器和待測疲勞試樣。因此，共振中的位置偏移將減少所提供的功率。樣品的幾何形狀是獲得超聲疲勞試驗(yàn)所需的應(yīng)力和應(yīng)變幅值的基礎(chǔ)。通過開槽，可以放大樣品的應(yīng)力和應(yīng)變，從而降低達(dá)到所需振幅所需的電功率。此外，計(jì)算試樣的長度，以允許在缺口上形成縱向應(yīng)力和應(yīng)變，并在末端產(chǎn)生位移駐波。

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