本工作采用了一种创新技术——电弧增材制造 (WAAM),这是一种定向能量沉积技术,用于裂纹钢部件的疲劳强化。在高周疲劳载荷条件下测试了不同的带有中心裂纹的钢板,包括参考板、用 WAAM 修复的具有沉积轮廓的钢板以及用 WAAM 修复并随后进行加工以降低应力集中系数的钢板。进行了相应的有限元模拟,以更好地理解 WAAM 修复的机理。参考板上现有的中心裂纹在 94 万次循环后扩展并导致断裂,而两块 WAAM 修复板中的中心裂纹并未扩展,这是由于净横截面积增加以及沉积过程引起的压应力。然而,在第二块钢板中,由于局部应力集中,在 WAAM 轮廓根部出现了新的裂纹,疲劳寿命达到了 220 万次循环(是参考板的 2.3 倍)。另一方面,第三块钢板由于加工轮廓光滑,经受了 900 多万次疲劳循环,没有出现明显的退化。这项研究的结果表明,WAAM 修复技术在解决钢结构疲劳损伤方面具有巨大潜力。
与镍钛诺(一种名义上的镍和钛的等原子合金)的高周疲劳相关的一个有争议的问题是,有人声称增加施加的平均应变可以增加疲劳寿命,或者至少不会对疲劳寿命产生负面影响,这与绝大多数其他金属材料的报告行为相冲突。为了进一步研究这一点,在 37°C 下对电解抛光医用级镍钛诺进行了弯曲循环疲劳试验,寿命高达 4 亿次应变循环,涉及不同水平的平均应变。通过对疲劳数据的统计分析,开发了一个恒定寿命模型,在有效疲劳应变的 95% 置信水平下具有 90% 的可靠性。我们的结果表明,恒定寿命图(应变幅与平均应变的关系图)对于 4 亿次疲劳载荷循环寿命是单调但非线性的。具体而言,我们发现,与上述说法相反,在零平均应变下,应变幅度极限为 0.55%,以实现 4 亿次循环寿命,可靠性为 90%,置信度为 95%;然而,要在平均应变为 3% 或更高的情况下实现相同的寿命、可靠性和置信度水平,所需的应变幅度极限会降低三倍以上,降至 0.16%。此外,对于平均应变从 3% 到 7% 的情况,在可靠性为 90% 且置信度为 95% 的情况下,允许 4 亿次循环寿命的应变幅度极限约为 0.16%,
从技术上优化金属注射成型钛合金 (Ti-MIM) 的加工清洁度在经济上不可行。这个问题在材料加工领域很常见。在寻找替代方法的过程中,这项工作试图在耐受非常高的杂质水平的同时实现卓越的高周疲劳 (HCF) 性能。该概念源于 b 类 Ti 合金对氧溶质的较大耐受性以及在单调载荷下减轻碳化物夹杂物的有害影响的可行性。在本文中,用于疲劳关键应用的 MIM b Ti-Nb-Zr 生物材料是特意以非常高的 O 水平和正常/非常高的 C 水平生产的。无论加工清洁度如何,抗杂质的 Ti 生物材料都表现出超过 600 MPa 的优异 HCF 耐久极限,明显高于在严格限制杂质水平的情况下生产的 a - b Ti 参考合金。这种优异的疲劳性能,同时耐受一定量的杂质,源于对杂质不敏感的“弱”微观结构特征和 Ti 基质对疲劳小裂纹的增强抵抗力。此外,在某些情况下,可能出现由两种相互竞争的裂纹起始机制引发的条件疲劳二元性,起始于微尺度孔隙 a - 片状体和大孔隙 TiC 夹杂物。本合金工艺开发的成功可能会大大放宽对活性金属的加工要求。� 2021
本文研究了两种不同的沉积策略(振荡和平行道次)对丝材+电弧增材制造的 Ti-6Al-4V 合金在成品状态下的拉伸和高周疲劳性能的影响。在振荡构建中,等离子炬和送丝器在壁厚方向上连续振荡。相反,在平行道次构建中,沿壁长相同方向连续沉积四个单层。测试样本相对于沉积层以水平和垂直方向制造。与平行道次构建相比,振荡构建由于其较粗的转变微观结构而具有较低的静态强度。然而,伸长率值相似。柱状初生 β 晶粒的存在导致各向异性的伸长率值。载荷轴平行于初生 β 晶粒的垂直样品的伸长率比水平样品高 40%。疲劳强度与其锻造对应物相当,并且高于典型的铸造材料。在 10 7 次循环中,振荡构建垂直样品和平行道次构建在两个方向上的疲劳强度都达到了 600 MPa。只有振荡构建水平样品的疲劳强度较低,为 500 MPa。断口分析表明,大多数样品(约 70%)的裂纹源于孔隙,约 20% 的样品的裂纹源于微观结构特征,其余样品没有失效(在 10 7 次循环时出现跳动)。
疲劳试验控制器的组件 Manjula B K EEE 部门 BMSIT&M 摘要:本文介绍了用于材料疲劳试验的伺服液压试验系统中计算机控制的单通道控制器的开发。使用称重传感器和 LVDT 获得的闭环控制,它向控制器提供与执行器的机械位置或其施加的负载成比例的电信号。电信号通过信号调节电路进行放大,该信号被馈送到伺服控制器以生成误差信号。使用差分放大器将反馈模式(无论是行程(LVDT)还是负载模式)与相应的设定点进行比较。数字模拟转换器的附加板用于将数字形式的设定点转换为模拟值。控制器的操作显示在计算机的控制台上。关键词:疲劳试验、控制器 DAC、ADC、负载模式和行程模式 1.简介 疲劳试验是确定飞机寿命的关键要求。疲劳试验有助于确定材料承受周期性疲劳载荷条件的能力。根据设计,选择的材料应满足或超过疲劳试验应用中预期的服务负载。循环疲劳试验会产生拉伸、压缩、弯曲、扭转或这些应力组合的反复加载和卸载。疲劳试验通常以拉伸 - 拉伸、压缩 - 压缩和拉伸压缩和反向加载。要进行疲劳试验,将样品装入疲劳试验机或疲劳试验机中,并使用预定的测试应力加载,然后卸载至零负载或相反负载[1]。然后重复此加载和卸载循环,直到测试结束。根据测试参数,测试可以运行预定的循环次数,也可以运行到样品失效[2]。疲劳测试的目的通常是确定材料在循环载荷下的预期寿命,但疲劳强度和抗裂性也是常见的要求值。材料的疲劳寿命是材料在单一载荷方案下可以承受的总循环次数。疲劳测试还用于确定样品在指定循环次数内可以承受的最大载荷。这些材料的疲劳极限比其他材料高,因为在任何材料受到波动力而非恒定力的行业中,所有这些特性都极为重要。疲劳试验类型:疲劳试验有几种常见类型,以及两种常见形式:负载控制高周疲劳和应变控制低周疲劳。高周试验往往与弹性状态下的负载有关,而低周疲劳试验通常涉及塑性变形。疲劳试验的材料类型 大多数材料在其使用寿命期间可能会以某种方式经历疲劳。然而,在疲劳是一个因素的应用中,通常会发现由金属或复合材料制成的部件。
属于 QS 世界大学排名的机械、航空和制造工程类别,米兰理工大学目前在该类别中排名世界第 7 位(2023 年 QS 学科排名)。我们的项目培养了 230 多名博士生,其中 29% 是国际学生。女性占 18%。该项目每年接受国家级机构评估(Accreditamento ANVUR);2022 年,我们获得了该机构的全面认可。博士项目由协调员和学院委员会管理。协调员担任学院委员会主席,监督年度教育计划的准备工作,并组织博士课程的一般教育活动(见附件 A1)。学院委员会负责教育计划以及与博士课程相关的教学和行政活动(见附件 A2)。该项目涵盖许多不同的学科,尤其致力于创新和实验活动。它依赖于跨学科和综合的高级教育课程的发展,专注于从构思到实现的综合科学提案;我们研究方向的核心是在国际和国家层面确定的社会趋势:可持续交通、健康和福祉、清洁能源、创新和创造就业机会。我们还与国内外最知名的研究团体和实验室保持着持续的合作。机械工程博士课程涵盖了许多不同的学科,特别致力于六个主要研究方向的创新和实验活动:机械系统和车辆的动力学和振动:该研究方向分为五个研究领域,即机电一体化和机器人技术、转子动力学、风工程、道路车辆动力学、铁路动力学。它的特点是线性和非线性动态系统的建模、稳定性和自激振动、机械系统的主动控制、状态监测和诊断。测量和实验技术:机械和热测量 (MTM) 小组在开发和鉴定新测量技术以及在创新领域定制和应用众所周知的测量原理方面有着共同的背景。MTM 主要研究重点是测量系统和程序的设计、开发和计量特性,以及声音/振动、结构健康监测、视觉、空间和康复测量中创新技术的实施。机械和车辆设计:该研究方向涉及先进的设计方法和机械部件的适用性。先进的设计方法是指多轴低和高周疲劳寿命预测标准的定义,以及裂纹元件结构完整性的评估、聚合物基复合材料(短纤维和长纤维)等先进材料的疲劳寿命标准的预测、预测喷丸对机械部件疲劳强度影响的方法的定义。涉及齿轮、压力容器和直升机部件。车辆系统的优化设计和测试在理论研究和地面车辆实验研究之间产生了协同作用。