摘要：采用解析法得到了含中部等截面段狗骨形薄板超声疲劳试样谐振长度的计算公式,并得出沿谐振长度方向的位移及应力幅分布函数.为了验证上述计算方法用于薄板对接超声疲劳试样设计的精确度,对考虑与不考虑焊缝余高时的薄板试样与薄板对接试样分别建立有限元模型并进行模态分析.结果表明,采用上述计算方法进行薄板超声疲劳试样设计的频率误差小于1%,且对比得出由于焊缝余高的存在使得其频率误差增大约1.7%.另外,采用上述方法设计了低合金钢Q345薄板对接超声疲劳试样,通过超声疲劳试验进一步验证了上述方法的精确度.

摘要：采用有限元方法在考虑放大器影响的情况下(简称整体法)对6082-T6铝合金母材及其接头的超声疲劳试样进行了尺寸设计,并与采用传统解析法设计的超声疲劳试样尺寸进行了对比.结果表明,采用整体法得到的试样的共振频率与试验频率更接近,且几乎不受预紧力和外加载荷影响,但应力位移系数与传统解析法有较大差别.同时采用两种方法对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头在应力比R=-1和R=0.1下的超声疲劳试验数据进行对比分析,发现当R=-1时采用整体法得到的疲劳强度偏高,而当R=0.1时两种方法几乎无差别.

摘要：介绍了超声疲劳试样的设计计算方法,给出了谐振状态下不同形式、尺寸试样中沿其谐振长度方向的位移、应力分布。结果表明:狗骨形试样中,中间等截面段尺寸对试样中应力的大小、分布影响很大。分析狗骨形试样应力放大系数表明,应力放大系数随着试样中间等截面段直径的减少会有显著增加,随着试样中间段长度的增加,应力放大系数也相应降低。

摘要：对MB8变形镁合金超声疲劳试样进行设计计算。为了减小试样振幅,使试样产生较少的热量,减轻冷却系统压力的同时防止试样产生相变等组织变化,将试样设计成变截面形状。根据试样振动位移方程、边界条件和位移连续条件推导出试样谐振长度与其他尺寸的关系,计算出一系列超声疲劳试样的尺寸。结果表明:变截面圆柱和板状试样随着圆弧过渡段长度增大,谐振长度减小,圆弧过渡半径增大;对于无中间等截面段试样,位移应力系数Cs和应力放大系数M随着圆弧过渡段长度减小而减小;对于含有中间等截面段试样,位移应力系数Cs和应力放大系数M随着中间等截面段长度减小而减小。

摘要：超声疲劳是一种加速的疲劳试验方法,它的测试频率(20kHz)远远超过了常规疲劳测试频率(小于200 Hz).超声疲劳试验研究表明50#车轴钢和40Cr钢直到1010个应力循环后仍会发生疲劳断裂,并不存在常规疲劳试验曲线所示的“疲劳极限’,因此用107周次的疲劳试验数据进行疲劳强度设计并不安全. 50#车轴钢和40Cr钢超声疲劳性能优于常规疲劳性能.扫描电镜分析表明,超长寿命阶段50#车轴钢裂纹萌生于次表面夹杂.介绍了超声疲劳试验系统、工作原理及超声疲劳试样的设计.

摘要：对超声疲劳试验系统进行了技术分析。为了达到在试验过程中能够对数据进行实时采集、实时处理的目的,在采集系统中采用USB进行数据采集和传输,使整个采集系统达到高效、快捷、稳定。

摘要：采用模壁润滑温压制备部分预合金Fe-2Cu-0.5Mn-1C烧结材料,设计材料的弯曲超声疲劳试样尺寸并研究对称弯曲超声疲劳行为,测试了材料在105~108周次下的疲劳性能。结果表明Fe-2Cu-0.5Mn-1C材料弯曲超声疲劳的条件疲劳极限存在,在106,107和108周次下相应的疲劳强度为402 MPa,331 MPa和273 MPa。疲劳裂纹一般在孔隙或夹杂物上萌生。超声疲劳断口的不同区域呈现出不同的特征。高疲劳应力时,裂纹源区位于靠近试样表面的孔隙或夹杂物处;低应力时,裂纹源区移动到材料亚表面或材料内部。裂纹扩展区出现了不规则分布的微观疲劳辉纹形貌,裂纹瞬断区中出现了解理面和韧窝等形貌。

摘要：对MB8变形镁合金对接接头超声疲劳试样进行设计和分析,并探究焊缝尺寸和谐振长度对试样固有频率的影响规律。用解析方法计算无焊缝状态下超声疲劳试样尺寸,为对接接头超声试样提供初步参考尺寸。加入焊缝的试样在有限元软件中进行实体建模、网格划分和模态分析,求解对接接头试样的固有频率。通过改变焊缝余高和焊缝宽度,分别求解不同焊缝尺寸下试样固有频率,得到焊缝尺寸对试样固有频率的影响规律。通过改变谐振长度,分别求解不同谐振长度下试样的固有频率,得到谐振长度对试样固有频率的影响规律。根据该规律优化试样尺寸,使对接接头试样固有频率靠近20kHz。焊缝在超声疲劳试样上的凸起部分会导致试样固有频率偏离20kHz,增大焊缝宽度和余高均会导致试样固有频率增加,随着焊缝余高增大其对试样固有频率增大的影响越来越小,随着焊缝的宽度增加试样固有频率增大幅度基本保持不变。将L_3调整至17.4mm时,试样的固有频率可达到20.022kHz。故MB8变形镁合金对接接头超声疲劳试样最终尺寸:b_1=3mm,b_2=8mm,L_1=12.5mm,L_2=15mm,R_0=46.25mm,L_3=17.4mm。

摘要：针对发动机结构材料承受高频循环载荷的特点,应用超声疲劳试验技术开展了镍基合金材料的疲劳裂纹扩展试验研究。考虑高频载荷下疲劳裂纹扩展过程中的温升效应,测试了超声疲劳裂纹扩展过程中的温度变化,基于温度变化对材料弹性模量的影响和热膨胀效应,数值计算了疲劳裂纹扩展应力强度因子。研究了温度变化对超声疲劳裂纹扩展的影响机制,并在现有模型基础上,建立了考虑温度影响的超声疲劳裂纹扩展模型,完善疲劳裂纹扩展寿命预测方法。

摘要：利用20kHz超声疲劳试验方法,研究提速列车50#车轴钢的疲劳性能。超声疲劳试验结果表明,50#车轴钢不存在常规疲劳试验曲线所示的"疲劳极限",其S—N曲线表现出"二次下降型"特征,在超长寿命阶段,S—N曲线继平台之后又出现下降趋势。比较50#车轴钢的超声疲劳性能与常规疲劳性能,疲劳性能受频率影响,超声频率使材料疲劳强度提高。超声疲劳试验结果应用于常规疲劳强度设计时需进行强度修正,给出疲劳强度修正公式及修正系数。