自行车链条毫无征兆地崩断！大桥在微风中暗藏 "病灶"？别以为这是科幻片剧情金属也会 “偷偷喊累”！看不见的内部裂痕悄无声息积累的损伤这就是神秘的金属 “疲劳”。究竟什么让钢铁之躯 “力不从心”？
又有哪些神奇手段能识破它的伪装？一场关于金属生命密码的探秘！即将展开 ——
1.背景概述
金属疲劳是指金属材料在长期反复载荷作用下，产生微观裂纹、逐渐扩展，并最终导致材料破裂的现象。在工程应用中，金属疲劳通常发生在承受交变载荷或循环应力的部件上，诸如飞机机翼、汽车底盘、桥梁钢结构等。为了评估材料的抗疲劳性能，通常通过施加周期性或交变载荷，进行疲劳试验。
2.试验原理
在测试中，金属构件表面或内部会因较大的应力集中引发微观裂纹，当达到一定限度时，构件会突然断裂。通过观察金属材料的微小形变，如裂纹的产生与扩展，能够预测材料的剩余寿命并有效避免突发性断裂
2.1实验方法
应力大小的测量 - 应变片测量法
2.2基本原理
利用材料的应变效应，物体受力产生应变时，通过检测贴于物体表面应变片的电阻值变化从而得到应力大小的方法。
2.3测量步骤
2.3.1应变片粘贴 ：先将应变片贴在被测金属表面，要求贴片位置准确、粘贴牢固，确保应变片能准确反映金属表面的应变情况。
2.3.2 仪器连接与信号采集 ：然后连接测量仪器，如应力应变采集卡，对应变片输出的电信号进行测量和记录。
2.3.3 应力计算 ：最后根据测得的应变值，结合材料的弹性模量，计算出应力大小。
3.1实验方法
裂纹的测量 - 超声波探测法
3.2基本原理
利用超声波在材料中传播时遇到微观裂纹会产生反射、散射等现象来检测裂纹的方法。
3.3测量步骤
3.3.1. 选择合适探头 ：根据被检测材料的厚度、形状和裂纹可能存在的位置及方向等因素，选择合适类型的探头。
3.3.2. 发射超声波 ：通过超声波发射器向被检测金属内部发射超声波，超声波在金属内部传播时，会遇到微观裂纹并产生反射、散射等现象。
3.3.3. 接收信号 ：通过高速数据采集卡连接超声波接收器，接收反射或透射回来的超声波信号。对接收到的超声波信号进行分析，判断是否存在裂纹的可能性，并利用专门的信号处理进一步分析，以更准确地确定裂纹的位置、大小和形状。
4.总结：
金属疲劳应力测试对于确保工程结构的安全性和可靠性至关重要。通过合理的测试方法，可以有效评估材料的抗疲劳性能，预防因疲劳断裂而导致的潜在事故。
在应力测量方面，应变片测量法以其高精度和实时动态监测能力，在金属疲劳应力测试领域发挥着重要作用，其不断完善和发展也将进一步提升测试的准确性与效率。
而在裂纹检测方面，超声波探测法以其非接触、快速、高效的优点，为裂纹的早期发现和评估提供了有力支持，在实际应用中应根据具体测试需求和材料特性，综合选择合适的应力和裂纹测试方法，以实现对金属疲劳性能的全面评估，为工程设计、维护和安全运营提供可靠的数据依据。
微信关注
在线咨询
