Components of Fatigue Test Controller Manjula B K EEE Department BMSIT&M Abstract: This paper describes about the development of computer controlled single channel controller used in servo hydraulic test system for fatigue testing of materials. The closed loop control obtained with load cell and LVDT which provides an electrical signal to the controller proportional to the mechanical position of the actuator or load exerted by it. The electrical signal is passed through signal conditioning circuitry for amplification of the signal which is fed to the servo-controller to generate an error signal. The feedback mode whether in stroke (LVDT) or Load mode is compared with respective set points using a differential amplifier. Add -on boards of digital to analog converter is used to convert the set-points which are in digital form to analog value. The operations of the controller are displayed on the console of the computer. Keywords: Fatigue test, Controller DAC,ADC, Load mode and stroke mode 1. Introduction Fatigue testing is critical requirement of aircraft to determine the life span of the aircraft. A fatigue test helps determine a material's ability to withstand cyclic fatigue loading conditions. By design, a material is selected to meet or exceed service loads that are anticipated in fatigue testing applications. Cyclic fatigue tests produce repeated loading and unloading in tension, compression, bending, torsion or combinations of these stresses. Fatigue tests are commonly loaded in tension – tension, compression – compression and tension into compression and reverse. To perform a fatigue test a sample is loaded into a fatigue tester or fatigue test machine and loaded using the pre- determined test stress, then unloaded to either zero load or an opposite load[1]. This cycle of loading and unloading is then repeated until the end of the test is reached. The test may be run to a pre-determined number of cycles or until the sample has failed depending on the parameters of the test[2]. The purpose of a fatigue test usually is to determine the lifespan that may be expected from a material subjected to cyclic loading, however fatigue strength and crack resistance are commonly sought values as well. The fatigue life of a material is the total number of cycles that a material can be subjected to under a single loading scheme. A fatigue test is also used for the determination of the maximum load that a sample can withstand for a specified number of cycles. All of these characteristics are extremely important in any industry where a material is subject to fluctuating instead of constant forces. Types of fatigue tests: There are several common types of fatigue testing as well as two common forms: load controlled high cycle and strain controlled low cycle fatigue. A high cycle test tends to be associated with loads in the elastic regime and low cycle fatigue tests generally involve plastic deformations. Types of materials for fatigue tests Most of the materials may experience fatigue in one way or another during the lifespan of their application. However, in applications where fatigue is a factor it is common to find components made from metals or composites. These materials have a higher fatigue limit than others because of
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。
摘要 起落架是飞机的主要部件之一。起落架不仅在起飞和降落时使用,而且在大多数情况下也用于地面机动。由于其功能,起落架也是飞机的关键安全部件之一,因为它可以分散作用在飞机上的着陆载荷。上述载荷来自着陆时的垂直和水平速度,以及飞机因刹车而失去速度。起落架在每次着陆时都会承受不断变化的力,作用在各个方向上,唯一的区别在于它们的大小。重复的载荷条件会导致起落架严重磨损。这种磨损可分为两类,一类是刹车片等易耗件的磨损,另一类是结构部件的疲劳磨损。后一种磨损更危险,因为它进展缓慢,在许多情况下难以察觉。疲劳磨损可以通过数值分析来估计——这种方法对单个部件有很大的概率,但由于起落架整体的复杂性,它不够精确,无法应用于整个结构。为了评估整个起落架的疲劳,法规接受的最佳方法是实验室测试方法。它涉及一系列类似于真实着陆条件分布的各种跌落测试。测试的目的是
Al 2017 和 Al 2024 Carlson Nailon 1 , MF Mahmod 1,2 * 1 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja, Johor, MALAYSIA 2 结构完整性和监测研究小组, 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja,马来西亚柔佛州 *通讯作者指定 DOI:https://doi.org/10.30880/rpmme.2021.02.02.101 于 2021 年 8 月 10 日收到; 2021 年 11 月 28 日接受; 2021 年 12 月 25 日在线提供摘要:选择前腿座椅的飞机部件材料需要对其物理性能进行大量研究,例如强度、延展性、耐腐蚀性,这些也会受到材料生产工艺和零件生产工艺的影响。制造飞机前腿座椅的材料多种多样,即铝合金,Al 2017 和 Al 2024。本文对 Al 2017 和 Al 2024 进行了拉伸试验和疲劳试验模拟,分析是在相同条件和负载下使用 Ansys Workbench 进行的。这些测试是使用两个圆柱形狗骨试样按照几何标准完成的;拉伸试验模拟为 ASTM E8-16a,疲劳试验模拟为 ASTM E466-07。拉伸试验和疲劳试验模拟分析是在其中一个试样端部施加 100 kN 力并在另一个试样端部施加固定支撑的情况下进行的。本研究通过拉伸试验模拟得出的结果表明,Al 2024 具有较高的屈服强度和拉伸极限强度,分别为 280 MPa 和 895.67 Mpa。同时,疲劳试验模拟确定 Al 2017 和 Al 2024 的疲劳寿命值相同,均为 1x10^8。在疲劳损伤方面,Al 2024 的疲劳损伤较小,为 4172.2,这意味着其安全系数较低,为 4.7198。因此,在本研究中,Al 2024 强度更高,抗疲劳性能优异。关键词:拉伸模拟、疲劳模拟、Ansys Workbench、铝 2024、铝 2017
Al 2017 和 Al 2024 Carlson Nailon 1 , MF Mahmod 1,2 * 1 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja, Johor, MALAYSIA 2 结构完整性和监测研究小组, 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja,马来西亚柔佛州 *通讯作者指定 DOI:https://doi.org/10.30880/rpmme.2021.02.02.101 于 2021 年 8 月 10 日收到; 2021 年 11 月 28 日接受; 2021 年 12 月 25 日在线提供摘要:选择前腿座椅的飞机部件材料需要对其物理性能进行大量研究,例如强度、延展性、耐腐蚀性,这些也会受到材料生产工艺和零件生产工艺的影响。制造飞机前腿座椅的材料多种多样,即铝合金,Al 2017 和 Al 2024。本文对 Al 2017 和 Al 2024 进行了拉伸试验和疲劳试验模拟,分析是在相同条件和负载下使用 Ansys Workbench 进行的。这些测试是使用两个圆柱形狗骨试样按照几何标准完成的;拉伸试验模拟为 ASTM E8-16a,疲劳试验模拟为 ASTM E466-07。拉伸试验和疲劳试验模拟分析是在其中一个试样端部施加 100 kN 力并在另一个试样端部施加固定支撑的情况下进行的。本研究通过拉伸试验模拟得出的结果表明,Al 2024 具有较高的屈服强度和拉伸极限强度,分别为 280 MPa 和 895.67 Mpa。同时,疲劳试验模拟确定 Al 2017 和 Al 2024 的疲劳寿命值相同,均为 1x10^8。在疲劳损伤方面,Al 2024 的疲劳损伤较小,为 4172.2,这意味着其安全系数较低,为 4.7198。因此,在本研究中,Al 2024 强度更高,抗疲劳性能优异。关键词:拉伸模拟、疲劳模拟、Ansys Workbench、铝 2024、铝 2017
Al 2017 和 Al 2024 Carlson Nailon 1 , MF Mahmod 1,2 * 1 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja, Johor, MALAYSIA 2 结构完整性和监测研究小组, 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja,马来西亚柔佛州 *通讯作者指定 DOI:https://doi.org/10.30880/rpmme.2021.02.02.101 于 2021 年 8 月 10 日收到; 2021 年 11 月 28 日接受; 2021 年 12 月 25 日在线提供摘要:选择前腿座椅的飞机部件材料需要对其物理性能进行大量研究,例如强度、延展性、耐腐蚀性,这些也会受到材料生产工艺和零件生产工艺的影响。制造飞机前腿座椅的材料多种多样,即铝合金,Al 2017 和 Al 2024。本文对 Al 2017 和 Al 2024 进行了拉伸试验和疲劳试验模拟,分析是在相同条件和负载下使用 Ansys Workbench 进行的。这些测试是使用两个圆柱形狗骨试样按照几何标准完成的;拉伸试验模拟为 ASTM E8-16a,疲劳试验模拟为 ASTM E466-07。拉伸试验和疲劳试验模拟分析是在其中一个试样端部施加 100 kN 力并在另一个试样端部施加固定支撑的情况下进行的。本研究通过拉伸试验模拟得出的结果表明,Al 2024 具有较高的屈服强度和拉伸极限强度,分别为 280 MPa 和 895.67 Mpa。同时,疲劳试验模拟确定 Al 2017 和 Al 2024 的疲劳寿命值相同,均为 1x10^8。在疲劳损伤方面,Al 2024 的疲劳损伤较小,为 4172.2,这意味着其安全系数较低,为 4.7198。因此,在本研究中,Al 2024 强度更高,抗疲劳性能优异。关键词:拉伸模拟、疲劳模拟、Ansys Workbench、铝 2024、铝 2017
for Al 2017 和 Al 2024 Carlson Nailon 1 , M. F. Mahmod 1,2 * 1 机械与制造工程学院,Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja, Johor, MALAYSIA 2 结构完整性与监测研究小组,Faculty of Tun Hussein Onn Malaysia机械与制造工程, 敦侯赛因翁大学 马来西亚, 86400马来西亚柔佛州巴力拉惹 *通讯作者指定 DOI:https://doi.org/10.30880/rpmme.2021.02.02.101 收稿日期:2021 年 8 月 10 日; 2021 年 11 月 28 日接受; 2021 年 12 月 25 日在线发布 摘要:选择前腿座椅的材料飞机部件需要对其物理特性进行大量研究,例如强度、延展性、耐腐蚀性,这些特性也受到材料生产工艺和零件生产工艺的影响。是用于制造飞机前腿座椅的各种材料,即铝合金,Al 2017 和 Al 2024。在本文中,对 Al 2017 和 Al 2024 进行了拉伸试验和疲劳试验模拟,其中分析是在 Ansys Workbench 中完成的相同的条件和负载。这些测试是使用两个圆柱形狗骨样品完成的,遵循几何标准;拉伸试验模拟为 ASTM E8-16a,疲劳试验模拟为 ASTM E466-07。拉伸试验和疲劳试验模拟分析是在其中一个试件末端施加 100 kN 力,并在另一个试件末端施加固定支撑的情况下进行的。在
Al 2017 和 Al 2024 Carlson Nailon 1 , MF Mahmod 1,2 * 1 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja, Johor, MALAYSIA 2 结构完整性和监测研究小组, 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja,马来西亚柔佛州 *通讯作者指定 DOI:https://doi.org/10.30880/rpmme.2021.02.02.101 于 2021 年 8 月 10 日收到; 2021 年 11 月 28 日接受; 2021 年 12 月 25 日在线提供摘要:选择前腿座椅的飞机部件材料需要对其物理性能进行大量研究,例如强度、延展性、耐腐蚀性,这些也会受到材料生产工艺和零件生产工艺的影响。制造飞机前腿座椅的材料多种多样,即铝合金,Al 2017 和 Al 2024。本文对 Al 2017 和 Al 2024 进行了拉伸试验和疲劳试验模拟,分析是在相同条件和负载下使用 Ansys Workbench 进行的。这些测试是使用两个圆柱形狗骨试样按照几何标准完成的;拉伸试验模拟为 ASTM E8-16a,疲劳试验模拟为 ASTM E466-07。拉伸试验和疲劳试验模拟分析是在其中一个试样端部施加 100 kN 力并在另一个试样端部施加固定支撑的情况下进行的。本研究通过拉伸试验模拟得出的结果表明,Al 2024 具有较高的屈服强度和拉伸极限强度,分别为 280 MPa 和 895.67 Mpa。同时,疲劳试验模拟确定 Al 2017 和 Al 2024 的疲劳寿命值相同,均为 1x10^8。在疲劳损伤方面,Al 2024 的疲劳损伤较小,为 4172.2,这意味着其安全系数较低,为 4.7198。因此,在本研究中,Al 2024 强度更高,抗疲劳性能优异。关键词:拉伸模拟、疲劳模拟、Ansys Workbench、铝 2024、铝 2017
1.1 本研究的目的是探索和实验验证复合材料补片在防止裂纹扩展和延长铝钢船舶结构寿命方面的应用。复合材料补片通过降低裂纹尖端区域的应力,起到裂纹抑制器的作用。负载通过粘合层从基板转移到复合材料补片上。此外,复合材料补片的附加约束可以防止这些裂纹合并成更大的裂纹。存在预测复合材料补片配置有效性的分析能力,但此类分析需要特定的理想化和假设,必须通过实验验证才能将这项技术用于实践。我们提出的项目旨在将这项技术开发为铝钢船舶板层断裂修复的有用且可靠的工具,并促进其在工业上的接受和实施。
海洋能源结构通常由先进的复合材料制成,在使用过程中会受到极端海洋环境的影响。在极端海洋环境中,海水流和波浪反复加载结构,从而导致两种环境条件:水侵入和机械疲劳。在之前的研究中,这两种环境条件是按顺序应用的,其中复合材料样品经过老化,然后进行机械测试。为了了解动态载荷和水侵入对复合材料的综合影响,本研究涉及在水箱中对复合材料试样进行静态和疲劳四点弯曲测试。水箱的设计和制造适合 100 kN 或 250 kN 负载框架。水下疲劳测试的弯曲强度值、失效循环和失效模式结果将用于指导海洋能源结构设计。试样规模测试方法将用于扩大规模并为后续子组件测试和标准制定提供参考。根据知情标准设计海洋能源结构的好处是降低终生成本并提高可靠性和能源产量,最终实现可持续的低碳能源系统。