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疲劳试验控制器的组成
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。
表面处理和方向对疲劳裂纹生长速率和剩余应力分布的影响，弧形生产的低碳钢组件
疲劳被称为工程结构中失败的主要模式之一，通常会经受循环载荷条件。在工程结构中采用的Al-loys的机械和断裂特性可能会受到严重环境条件（例如恶劣的腐蚀性环境）的运行的影响，从而导致其使用寿命期间结构和组件的成熟失败[1]。因此，为了实现延长寿命，必须提高工程结构的疲劳性能。从历史上看，许多属性和表面处理技术已被开发并实施，以促进工业应用中的疲劳寿命。正在磨削机械技术的一个例子，该技术被广泛用于在各种工业应用中获得延长的疲劳生活。使用这种技术，应消除应力浓度区域，尤其是在焊缝上，以降低局部应力水平，从而增加疲劳寿命[2]。除了含有的技术外，还可以隔离或与机械设计修改一起隔离或结合使用各种表面处理方法。在广泛的工业应用中实施的最著名的表面处理技术是对[3 E 7]的射击[3 E 7]，激光冲击式[8 E 10]，深冷滚动[11 E 15]和Vibro Peening [16]。但是，不同表面处理技术的复杂性，成本，所需的穿透深度和效率在很大程度上取决于材料特性和操作负载条件。表面处理方法背后的一般思想是引入一个保护性层的压缩残留应力层，该层将减速工程组件或结构的外表面的裂纹启动和传播。此外，在表面处理过程中应变硬化和残留应力的形成将改变冶金特征，因此需要对微结构变化对随后的疲劳行为的影响进行充分研究，并在给定的材料和加载条件下进行理解[1]。已发现适用于制造大型组件和结构的金属添加剂制造（AM）的有效的定向能量沉积（DED）工艺是电线弧添加剂制造（WAAM）技术。这种DED制造技术也可以用于重建和维修目的，可产生近乎形状的组件，而无需进行编组工具或模具。waam提供了巨大的潜力，可以节省成本，交货时间和材料浪费，并提高材料效率和提高的综合性能[17，18]。然而，基于焊接的制造过程引入了残留的压力和折磨，会影响疲劳寿命，并可能促进WAAM内置部分的裂纹启动和传播过程[19 E 21]。另外，WAAM过程的另一个缺点是明显的表面波动，可以在加性
将残余应力效应纳入塑性、断裂...
将残余应力效应纳入塑性、断裂和疲劳裂纹扩展模型以评估铝制船舶结构的可靠性 1.0 目标。 1.1 本项目的目标是开发一种经过实验校准和验证的计算工具，该工具可准确预测结构铝合金在残余应力影响下因疲劳和延性断裂而产生的塑性响应和失效。该数值工具不仅可用于铝制船舶结构的可靠性评估和生存力分析，还可用于制定船舶设计和优化的断裂控制计划。 2.0 背景。 2.1 近年来，计算力学的快速发展使工程师能够分析复杂的船舶结构、评估结构可靠性和优化结构设计。因此，对更精确的材料模型的需求变得越来越明显；特别是当最小化设计裕度成为重量优化或延长寿命的方法时。 2.2 船舶结构可能会受到大海或事故（如碰撞和搁浅）造成的极端载荷条件的影响。军用舰船在作战中还要承受严峻的载荷，在极端条件下，舰船结构可能会发生较大的塑性变形，这种变形可能是单调的，也可能是循环的，从而导致结构失效。2.3 到目前为止，绝大多数结构分析采用经典的 J 2 塑性理论来描述金属合金的塑性响应，该理论假设静水应力和应力偏量第三不变量不影响塑性行为。然而，越来越多的实验证据表明，J 2 塑性理论中的假设对许多材料来说是无效的。Gao 等（2009）注意到 5083 铝合金的塑性响应与应力状态有关，并提出了 I 1 -J 2 -J 3 塑性模型。2.4 等效断裂应变通常用作延性断裂准则，人们普遍认为它的值取决于应力三轴性（Johnson and Cook，1985）。然而，最近的研究表明，单独的应力三轴性不足以表征应力状态对延性断裂的影响。Gao 等人（2009）开发了一种应力状态相关的延性断裂模型，其中失效等效应变表示为应力三轴性和应力偏差的第三不变量的函数，并且针对 ABS Grade DH36 钢校准了该断裂模型。2.5 Gao 团队（Jiang, Gao and Srivatsan；2009）的先前研究开发了一种不可逆内聚区模型来模拟疲劳裂纹扩展。该模型已成功针对 7075 铝合金进行校准，并预测了紧凑拉伸剪切试样中的疲劳裂纹扩展。数值结果捕捉了加载模式和过载对疲劳裂纹扩展速率的影响。2.6 焊接接头广泛应用于船舶结构。然而，它们给建模和分析带来了很大的复杂性，例如母材、焊件和热影响区的材料行为和特性不同；焊趾处的几何不连续性（这会改变应力分布并导致焊趾处出现高应力）和残余应力。这些因素加剧了施加在底层材料上的局部应力，降低了不考虑此类影响的材料模型的准确性。焊缝通常不会在结构尺度上以这种详细程度建模，但由于这些原因，故障通常会在这个区域开始