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疲劳试验机的起源与发展历程!

浏览次数:1219发布日期:2011-06-29

疲劳问题的产生可追溯到19世纪初叶,产业革命以后,随着蒸汽机车和机动运载工具的发展以及机械设备的广泛应用,运动部件的破坏经常发生。破坏往往发生在零部件的截面突变处。破坏处的名义应力不高,低于材料的强度极限,有时还低于屈服极限。
   从19世纪70年代到90年代,Gerber W.(格伯)研究了平均应力对疲劳强度的影响,提出了Gerber抛物线方程,英国人Goodman J.(古德曼)提出了的简化直线—Goodman图。1884年Bauschinger J.(包辛格)在验证Whler疲劳试验时,发现了在循环载荷下弹性极限降低的“循环软化”现象,引入了应力—应变迟滞回线的概念。但他的工作当时人们并不重视,直到1952年Keuyon(柯杨)在做铜棒试验时才把它重新提出来,并命名为“包辛格效应”。
   20世纪初叶,开始使用金相显微镜来研究疲劳机制。1903年Ewing J.A.(尤因)和Humfery J.C.W.(汉弗莱)在单晶格铝和多晶格铁上发现了循环应力产生的滑移痕迹,指出了疲劳变形是由于与单调变形相类似的滑移所产生。1910年Bairstow(拜尔斯托)研究了循环载荷下应力—应变曲线的变化,测定了迟滞回线,建立了循环硬化与循环软化的概念;并且还进行了程序疲劳试验。在此时期,英国人Gough H.J.(高尔)在疲劳机制的研究上做出了很大贡献;他还进行了弯—扭复合疲劳试验,研究了弯—扭复合应力下的疲劳强度;并在伦敦出版了一本巨著《金属疲劳》。
 用概率统计方法处理疲劳试验数据是从20世纪40年代开始的。1949年Weibull W.(威布尔)发表了对疲劳试验数据进行统计处理的方法。1959年Pope J.A.(波普)指出疲劳寿命服从对数正态分布。20世纪60年代开始将统计学应用于疲劳试验和疲劳设计,1963年美国材料试验学会(ASTM)上午E9委员会总结了这方面的研究成果,发表了《疲劳试验与疲劳数据的统计分析指南》(ASTM STP91A)一书。
   20世纪60年代,随着大规模集成电路的出现,研制出了能够模拟零部件服役载荷工况的随机疲劳试验机。20世纪70年代,国外已广泛使用电子计算机控制的电液伺服疲劳试验装置来进行随机疲劳试验。20世纪90年代,已经出现了上下位机结构的全数字的伺服控制器,闭环控制计算速率达到了6kHz,数据传输采用100Mb以太网卡(Ethernet),可以完成控制模式的平滑无扰切换、多通道的协调加载以及各种工况谱的实验室再现。
 

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