島津實(shí)驗(yàn)室儀器：USF-2000A超聲波疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)
一、島津超聲波疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)
試驗(yàn)原理
SHIMADZU USF-2000A
超聲波激勵(lì)的USF-2000A疲勞試驗(yàn)機(jī)的加載原理同普通的疲勞有很大的不同，它是由壓電元件產(chǎn)生20 kHz的振動(dòng)，將振動(dòng)通過諧振腔放大再傳導(dǎo)至加工成特定尺寸形狀的試樣，試樣產(chǎn)生共振形成穩(wěn)定的駐波，不斷地收縮和伸長(zhǎng)由此進(jìn)行20 kHz的疲勞試驗(yàn)。
下圖是不同頻率的試驗(yàn)機(jī)完成固定周次的疲勞試驗(yàn)所要花費(fèi)的時(shí)間，可以看出：如106周次的試驗(yàn)，普通試驗(yàn)機(jī)20Hz的測(cè)試頻率需要十多個(gè)小時(shí)，300Hz測(cè)試頻率的疲勞試驗(yàn)機(jī)需要1個(gè)小時(shí)；而107周次的試驗(yàn)，20Hz測(cè)試頻率需要數(shù)百小時(shí)，300Hz測(cè)試頻率需要8-9個(gè)小時(shí)，而20 kHz幾分鐘即可完成；如109周次這種普通伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)很難完成的實(shí)驗(yàn)，USF也僅需14個(gè)小時(shí)即可完成。
二、島津超聲波疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)
優(yōu)點(diǎn)：
SHIMADZU USF-2000A
1由于在共振狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)，可以產(chǎn)生高應(yīng)力，能夠進(jìn)行1000 MPa級(jí)的鋼材試驗(yàn)。
2采用計(jì)算機(jī)設(shè)定和控制試驗(yàn)，可在桌面上進(jìn)行試驗(yàn)。
3試驗(yàn)設(shè)備的功耗小，節(jié)能環(huán)保經(jīng)濟(jì)。
4可以簡(jiǎn)單地再現(xiàn)微小缺陷而產(chǎn)生的疲勞破壞。
5能以20kHz的重復(fù)頻率快速評(píng)價(jià)金屬材料的疲勞壽命,一般100Hz頻率下測(cè)試1010次循環(huán)試驗(yàn)需要3.2年，使用本機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)只需要6天。
另，由于USF-2000A的共振原理限制，其加載的正負(fù)比是-1，即平均應(yīng)力為0。島津?qū)误w超聲波疲勞試驗(yàn)機(jī)USF-2000A和靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)AGX-V相結(jié)合，新開發(fā)了帶平均應(yīng)力加載的超聲波疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)平均應(yīng)力不為0的超高周疲勞試驗(yàn)，為研究超高周疲勞狀態(tài)下的疲勞損傷機(jī)理和疲勞壽命行為提供了更可靠的測(cè)試方案。
