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                    研究溫度對亞克力管的疲勞性產生的影響
                    作者:管理員    發布于:2021-02-19 14:13:38    文字:【】【】【
                       亞克力管試驗試驗材料為18mm厚MDYB23號定向航空有機玻璃,疲勞試驗在CSS280材料試驗機上進行,采用成組法測試在不同溫度下的疲勞壽命,溫度是利用MT7006L中低溫(-70~+150℃)控制箱來實現,恒溫時箱內溫度最大波動誤差約為±012℃。實驗選擇在幾個典型溫度中(-50℃,-25℃,18℃,60℃和90℃)測試材料的疲勞壽命。加載方式為軸向拉2拉正弦波等幅載荷,應力比取011,頻率為1Hz.試驗結果疲勞試驗的結果一般以S2N曲線表示。對試驗溫度下每次疲勞試驗數據按照式(1)可以擬合出一條光滑的S2N曲線,試驗測試的5個溫度點下的有機玻璃的S2N曲線如所示。由可見,隨著溫度的升高,疲勞強度有大幅度下降。:MDYB23有機玻璃疲勞性能溫度效應研究不同溫度下有機玻璃的疲勞壽命及其S2N曲線數據分析(1)疲勞方程對壽命取對數后,對不同溫度下的試驗結果進行線性回歸分析,結果如所示。
                    疲勞包絡線根據疲勞試驗結果,可以粗略地畫出由環境溫度、最大應力水平和疲勞破壞時的循環次數表示的疲勞破壞的包絡線,顯示的是不同溫度下疲勞壽命大約為1000,10000,50000次時對應的應力水平,其中σb表示不同溫度下的拉伸強度。由該曲線可以看出,常溫時(18℃左右)有機玻璃的疲勞強度折損較大,利用該曲線圖,若已知其中任意2個參數時,就可以方便地估計出第3個參數。疲勞包絡線疲勞變形在試驗過程中,測定了試樣的變形值,實測結果表明,隨著溫度的升高,有機玻璃疲勞破壞時總應變增大。經整理,得到不同溫度下最大應變與疲勞次數之間的關系。表示的是疲勞過程中,18℃時不同應力水平下的最大應變εmax與循環次數比的變化曲線。
                    由可見,疲勞過程中總應變的發展大致可以分為3個階段:在疲勞的初始階段,應變很快增長,該階段約占整個疲勞壽命的5%,可以稱為瞬態疲勞階段;第2個階段時應變呈穩定的線性遞增趨勢,可以稱為穩態疲勞階段,由圖可知,應變增長速率隨著應力水平的提高而加快,該過程占整個疲勞壽命的85%~95%.第3個階段是疲勞破壞階段,表現為應變急劇增長,并且很快發生斷裂失效,這種情況在高應力狀態表現得較為明顯,約占整個壽命的5%~10%,但在低應力水平(高周疲勞)時這個階段得不到反映。鑒于疲勞總應變發展中,第2階段總應變所具有的特點,有必要研究應變增長率ε與疲勞壽命的關系,不同溫度下部分實測結果如所示??梢园l現:高溫時比低溫時的應變率大;低壽命比高壽命的應變率大。為第2階段應變增長率對于給定的疲勞載荷,該階段總應變增長率為某一定值,通過建立第2階段的應變增長率ε與疲勞壽命之間的關系,由此可以簡便地估算疲勞壽命,不同溫度下,疲勞第2階段總應變增長率與疲勞壽命的雙對數關系如所示。
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