Что такое машина для испытания на усталость?

Что такое машина для испытания на усталость?

Машина для испытания на усталость — это устройство, которое оценивает выносливость металлических деталей или изделий в условиях повторяющейся нагрузки.

Например, металлическая деталь может не показывать никаких изменений при однократной нагрузке, но повторная нагрузка может привести к появлению небольших трещин. Эти трещины в конечном итоге приводят к хрупкости и разрушению детали. Этот процесс постепенного ослабления известен как усталость, а точка, в которой происходит разрушение, называется пределом усталости.

Отказ может произойти, когда изделие многократно подвергается нагрузке ниже предполагаемого допустимого предела, что делает усталость критическим фактором при проектировании и испытании изделия.

Использование машин для испытания на усталость

Машины для испытания на усталость используются на этапах проверки и проектирования изделий, которые подвергаются вибрации, вращению и повторным нагрузкам, включая их компоненты и материалы. При выборе машины для испытания на усталость важно выбрать ту, которая способна имитировать определенные условия усталости, ожидаемые в изделии. Из-за высокой стоимости и больших размеров многих машин для испытания на усталость аутсорсинг испытаний третьим лицам также является жизнеспособным вариантом.

Принципы машин для испытания на усталость

Существуют различные типы машин для испытания на усталость, каждая из которых предназначена для оценки различных аспектов усталости. К ним относятся испытания на растяжение, изгиб, удар, кручение, вращение и электрические испытания. Здесь мы сосредоточимся на «испытании на усталость при растяжении/сжатии», «испытании на усталость при изгибе» и «испытании на усталость при кручении».

1. Испытания на усталость при растяжении и сжатии

Испытания на усталость при растяжении и сжатии проводятся на металлических материалах, деталях и изделиях. Испытания на усталость при растяжении включают приложение непрерывной силы растяжения через фиксированные интервалы, в то время как испытания на усталость при сжатии применяют циклические сжимающие силы с обеих сторон. Продолжительность этих испытаний регулируется в зависимости от величины и частоты приложенных сил.

2. Испытания на усталость при изгибе

Испытания на усталость при изгибе включают «испытание на усталость при изгибе в плоскости» и «испытание на усталость при изгибе при вращении». Испытание на усталость при изгибе в плоскости, подходящее как для пластиковых, так и для металлических материалов, включает многократное приложение изгибающего усилия к фиксированной точке. Это испытание применяется к таким изделиям, как лопатки компрессора, которые выдерживают повторяющиеся изгибающие усилия. Испытание на изгиб при вращении, с другой стороны, включает вращение цилиндрического образца с приложением изгибающей нагрузки, что обычно используется для деталей автомобилей с двигателем.

3. Испытание на усталость при кручении

Испытание на усталость при кручении включает фиксацию двух точек и многократное их скручивание для оценки усталости. Это испытание часто используется для двигателей, турбин, моторов или валов, которые передают вращательный момент. Факторы окружающей среды, такие как температура, могут влиять на результаты испытаний, поэтому испытания иногда проводятся в камерах с контролируемой температурой или климатических камерах. Кроме того, испытания на «термическую усталость» оценивают усталость при тепловых циклах повторного нагрева и охлаждения.

Другая информация о машинах для испытания на усталость

Источник питания для машин для испытания на усталость
Машины для испытания на усталость можно разделить на три типа в зависимости от источника питания: механические, вибрационные и гидравлические.

1. Механический тип

Машины механического типа используют механизмы для создания возвратно-поступательных или вращательных движений для непрерывного тестирования. Они адаптируются для конкретных испытательных приложений и широко доступны в стандартных конфигурациях. Эти машины также могут быть спроектированы для вращательных или комбинированных линейно-вращательных движений, предлагая универсальность в приложениях.

2. Тип вибрационной машины

Тестеры вибрационного типа используют электромагнитные катушки или аналогичные компоненты для создания вибраций. Хотя их амплитуда ограничена, они могут работать на высоких частотах, что позволяет быстро завершать повторяющиеся испытания и сокращать общую продолжительность испытаний.

3. Гидравлический тип

Машины гидравлического типа приводятся в действие гидравлическими источниками и цилиндрами, способными прилагать высокие нагрузки. Некоторые модели, известные как гидравлические сервоприводы, также могут применять высокочастотные вибрации. Этот тип характеризуется своей способностью прилагать значительную силу и подходит для испытаний, требующих значительных нагрузок.