我做的是TC4板材光滑试样轴向拉压疲劳试验,应力比0.1,应力580MPa,试样原本是根据北京航材院的标准图纸加工的,因表面粗糙度达不到要求,送去打磨,这个过程中改变了试样的尺寸,并没有同比例缩小,夹持端长宽比过大,做了一周,都是断在夹持端,得不到想要的数据,现在来求助疲劳试验的朋友们:
为了让试样断在中间的圆弧过渡段,与疲劳试验人员交流后尝试了以下方法:
1、夹持端预并没有完全装进夹具里,57mm的夹持端,只夹了20-30mm。
2、钛合金硬度较大,为防止夹具对它的影响,在夹持端表面粘了一层白胶布。
3、用细砂纸和棉布打磨夹持端四个棱边。
4、切去过长的夹持端,留下30mm。
5、国产机和德国进口机,都是断在夹持端。
6、同样的机子,表面粗糙度达不到要求的2A12铝合金,三个试样都断在了中间的圆弧过渡段。
但是这些方法都没有用,四个试样,每个都试验了两三次,结果都是断在夹持端,有的是在上夹持端,有的是在下夹持端。
实在是想不出别的办法了,特意来请教虫友们,有人遇到过这种问题吗?有什么方法可以解决?重新加工试样肯定不行,时间和成本代价都太高。
有人说在中间的圆弧过渡段用刀划一下,但是这样就无法观察疲劳的过程机理了。
试样厚度1.5-1.6mm,加工的精度很低
1.如果是断在夹持的部分,那么应该是夹得太紧或者夹持端被夹伤了,所以裂纹容易从那出来,导致试样断裂,这样的话,可以试着在保证不滑脱的情况下 ,适当减少夹持力。我看见你试过用胶布包裹夹持端,个人感觉作用不大,除非你裹的厚一点,可以试试粘一块铜片或者铝片在夹持端。
2.如果是断在圆弧那边,那估计是圆弧那需要打磨一下,
另外的话,我一般习惯中间Zui细的部分宽度:夹持宽度至少是1:3,你可以试试把你中间这部分再做细一点
MM, 因为我也看不到您的试验和试样准备情况,有几点 需要强调:
1.样品Zui好还是按照图纸的要求加工,不好说形状改变以后会不会对试验的结果和机理是否有影响,至少从我的经验来看是有很大影响的,所以目前疲劳试验的结果必须把background info讲清楚,否则会误导别人
2.单纯从您提供的试验结果来看,我觉得不排除存在这种可能,您使用的夹持力太大,在夹持部位产生应力集中,导致在该部位先发生疲劳断裂,当然具体您可以做一下断口分析。建议试验前要先确认一下拉压力是否集中在中间部位,目前我觉得您使用的上下两个夹具的力是不一样的。
以上供参考,后续可以进一步交流。
那么您看看铝试样和钢的试验的差别,以及断口做一些分析,看看有没有差异?
我以前做微动疲劳试验也遇到过你同样的问题,断口都出现在夹持端圆弧过渡区,我是将圆弧直接打磨平缓之后进行试验。Zui终断口都发生在了预定位置。希望对你有帮助。
还有一个问题,就是你装夹的时候对中性是否有保证,如果上下夹具对中不好,也容易出现问题。
1、夹持力过大会导致出现那种现象,夹持多大压力,有具体数值吗?
2、你的试样过渡圆弧是不是需要倒圆一下,很容易产生应力集中的。
3、加强片建议不要用铜或铝的,这两种材料都比钛要软。
4、试验夹持深度要达到夹面深度的4/5,至少哦,国标和美标都明确要求了。
5、试验表面粗糙度lz怎么测的、用表面粗糙度仪还是其他非接触式的方法。
6、比较好奇的是lz怎么做的防屈曲装置,拉压很容易使试样弯曲的。
希望多交流。另外,做直接的方法就是用abaqus模拟一下材料拉伸过程中的应力分布,看一下是不是夹持端产生了应力集中
做过微动疲劳吗
本人做过钛合金的板状试样疲劳试验,也遇到过类似情况,当时用了和楼上类似的方法,用钛箔包裹夹持段,有一定改善,但是也没根本解决问题。个人认为主要还是夹块表面的夹角造成的应力集中,在夹持力大的情况下会很明显。如果是液压夹头,可以把压力调小一点,另外如果总是断在夹块边缘,应该注意一下夹块表面的平行度。钛合金疲劳试验对表面缺陷特别敏感,有时候同样的机器同样的试样其他材料就不会有问题,只在特合金上遇见过。希望能有帮助。