【技术实现步骤摘要】
静态预拉伸-超声弯曲疲劳试样及设计方法
本专利技术涉及金属材料弯曲疲劳性能、耐久性测试领域，特别涉及一种静态预拉伸-超声弯曲疲劳试样及设计方法。本专利技术面向航空航天等领域核心零部件材料的测试需求，填补了静态预拉伸-超声弯曲疲劳试验的空白，为材料在拉伸-高频弯曲振动等接近实际服役工况下的超高周疲劳性能测试、寿命预测奠定了基础。
技术介绍
航空发动机被誉为现代工业的“皇冠”，是国家的综合实力的重要标志。在服役期间叶片，涡轮叶片处于应力最复杂(拉伸/弯曲/高频振动载荷)、温度最高、环境最恶劣的部位而被列为发动机中的核心部件，被誉为“皇冠上的明珠”。提高航空发动机的性能就必须提升其核心部件——涡轮叶片的性能，而开展接近实际服役工况下的力学性能测试，是获取其服役性能数据，指导结构优化、工艺改进，提升叶片性能最直接有效的手段。随着科学技术的不断发展，各种先进的试验技术如电磁谐振技术、压电超声技术、电液伺服技术等应运而生。其中，压电超声技术以其频率高(一般为20kHz)、能耗低等优势，在实验测试领域得到了广泛应用。现有的超声疲劳...
【技术保护点】
1.一种静态预拉伸-超声弯曲疲劳试样，其特征在于：静态预拉伸-超声弯曲疲劳试样呈“H”型，其端部L
【技术特征摘要】
1.一种静态预拉伸-超声弯曲疲劳试样，其特征在于：静态预拉伸-超声弯曲疲劳试样呈“H”型，其端部L0处设置四个厚度为m、带半圆柱面的台肩，与实验室自制设备上的拉伸夹具连接，实现试样静态预拉伸载荷的加载；圆柱半径r＝h/2。
2.一种静态预拉伸-超声弯曲疲劳试样的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：通过材料密度测量仪和动态弹性模量测量仪，获取制作静态预拉伸-超声弯曲疲劳试样的金属材料的密度ρ和动态弹性模量Ed；
步骤2：基于制作静态预拉伸-超声弯曲疲劳试样的金属材料的疲劳强度和性能，确定所设计试样的固有频率f、宽度b以及厚度h，其中固有频率处于F±0.45kHz范围内，F为超声弯曲疲劳试验机的工作频率，F为20kHz；
步骤3：根据公式
计算静态预拉伸-超声弯曲疲劳试样的谐振长度L和L0，其中：Ed为所选取材料的动态弹性模量，ρ为所选取材料的密度；
步骤4：根据步骤1、2、3中得到的b、h、L和L0，在有限元软件中建立超声三点弯曲疲劳试样模型；并在试样模型端部L0处增加四个厚度为m、带半圆柱面的台肩，圆柱半径r＝h/2，得到静态预拉伸-超声弯曲疲劳试样模型；对此模型进行模态分析，得到...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏伟，赵久成，张世忠，徐利霞，万杰，靖旭，赵大庆，赵甄章，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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