[发明专利]一种金属薄板平面弯曲疲劳试验方法

说明书

本发明公开了一种金属薄板平面弯曲疲劳试验方法，将平面弯曲疲劳试样一端固定在试验装置上，试样的另一端通过摆臂连杆与试验装置下部的偏心轮相连，偏心轮由电机驱动旋转，疲劳试验的频率及力矩均由偏心轮控制，从而完成对金属薄板平面弯曲疲劳试验。本发明提出的方法消除了试样轴向应力分量对弯曲疲劳试验的影响，该方法所用试样尺寸不必随板料厚度不同而调整，适用于偏心轮所能施加最大力矩范围内的任意强度，任意厚度的金属板。方法简单，精度高且可重复性高。

技术领域

本发明涉及一种金属板性能测试方法，具体涉及一种金属薄板平面弯曲疲劳试验方法。

背景技术

材料在交变弯曲应力作用下发生损伤乃至断裂破坏称为弯曲疲劳断裂。

目前，平面弯曲疲劳试验通常采用三点弯曲的加载方式，在电磁共振式高频疲劳试验机上进行，其缺点是只能施加单向的波动载荷，不能满足在往复弯曲载荷条件下的材料和板状零件的测试要求。

有少数平面弯曲疲劳试验机虽然可以施加往复载荷，但也存在如下缺点：弯矩调节困难；试样装夹易产生轴向应力分量，载荷精度低，误差大于5％；加载频率低，约20-30赫兹。因此，现有的平面弯曲疲劳试验装置及方法满足不了实际的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量精度高、适合不同规格金属板平面弯曲疲劳试验方法。

本发明是这样实现的：

一种金属薄板平面弯曲疲劳试验方法，是将平面弯曲疲劳试样一端固定在试验装置上，试样的另一端通过摆臂连杆与试验装置下部的偏心轮相连，偏心轮由电机驱动旋转，疲劳试验的频率及力矩均由偏心轮控制，从而完成对金属薄板平面弯曲疲劳试验。

更进一步的方案是：

所述金属薄板平面弯曲疲劳试验方法，包括如下步骤：

步骤一、计算弯曲力矩

弯曲力矩Mb由以下公式计算：Mb＝Z×σ

其中，Z为试样的断面系数，b为试样横截面宽度，h为试样厚度

σ为垂直施加于试样板面的弯曲应力

步骤二、试样安装

将试样两端安装基座设置在同一水平面上，试样厚度方向的中心轴线与摆臂连杆的旋转轴心保持一致；

步骤三、调整力矩值

按照步骤一计算得到的弯曲力矩调整偏心量，用手转动偏心轮，同时可以通过力矩传感器观察力矩的上限值和下限值，如果没有达到期望力矩值，则继续进行调整；

步骤四、调节基座高度

调整到期望弯曲力矩后，通过调节基座的高度，调整合适的上限值和下限值的振幅，通过调整基座高度来改变应变比，随后拧紧基座的固定螺栓；

步骤五、设置自动停止条件

设置自动停止条件后再进行试验；

步骤六、试样制作

试样采用金属薄板材料制作，并保持试样上无裂痕或加工变形，并不得对试样进行加热，试样的两侧面边缘部，倒出半径0.1mm左右的圆角；完成机械加工的试样，为去除切削或研磨条痕，依次使用细粒度的砂纸逐步打磨；加工好的试样，在使用过程中必须充分注意，不要生锈或擦伤；

完成两板面以及两侧面加工后的试样厚度及宽度，必须以小于0.5％的精度进行测量；但是，当厚度或宽度在2mm以下时，应以0.01mm的精度进行测量；试样厚度，在最小截面上至少应测量3处以上，取其算术平均值作为该截面的厚度；

步骤七、开始平面弯曲疲劳试验