基于飛輪的沖擊機(jī)的設(shè)計(jì)

設(shè)備：應(yīng)用于鋁合金的高頻率預(yù)應(yīng)變靈敏度的疲勞抗力
一、摘要：本文提出了一種已經(jīng)設(shè)計(jì)出的設(shè)備，用于中等影響率（高達(dá)103s – 1）的拉伸荷載的中斷或失敗試驗(yàn)，我們可以把這臺(tái)機(jī)器適用于明確預(yù)應(yīng)變的試驗(yàn)，然后套用到隨后的荷載試驗(yàn)，如：沖擊疲勞試驗(yàn)，考慮兩種試樣加載系統(tǒng)，這使人們對(duì)各種范圍的力和各種持續(xù)期限的時(shí)間的測(cè)試成為可能，一種多CCD相機(jī)系統(tǒng)引發(fā)的閥值選擇的力信號(hào)，該系統(tǒng)專門(mén)用于位移測(cè)量，并繪出定性和定量的導(dǎo)致疲勞的信息產(chǎn)生機(jī)制，為了說(shuō)明此裝置的性能，在這里介紹一個(gè)應(yīng)變率為300s-1的拉沖擊伸試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果以及連續(xù)沖擊疲勞試驗(yàn)的兩種鋁合金。
二、關(guān)鍵詞：沖擊、疲勞、飛輪裝置、中斷沖擊拉伸荷載、連續(xù)荷載、CCD相機(jī)、應(yīng)變測(cè)試裝置。
三、導(dǎo)言：為了提高工程組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和質(zhì)量，材料表現(xiàn)出的性能必須在嚴(yán)格的條件下進(jìn)行研究，例如:在動(dòng)力荷載影響下。另外，連續(xù)荷載如疲勞和沖擊的影響需要仔細(xì)分析，因?yàn)榇罅康慕Y(jié)構(gòu)受到類似的荷載，尤其是在運(yùn)輸領(lǐng)域。已有幾種研究金屬材料的文獻(xiàn)參與這方面的研究，對(duì)疲勞荷載試驗(yàn)后的殘余沖擊特性的討論在研究川田[8],板橋[6，7]和Auzanneau[1]關(guān)于鋁合金或Verleysen[17]關(guān)于鋼材中都可以找到，基于沖擊試驗(yàn)的球（或者鋼或玻璃）[11，14]或設(shè)計(jì)投射球[4]或著對(duì)鈦合金和鋼的研究的沖擊荷載后的剩余疲勞壽命都有研究，目前沒(méi)有資料是關(guān)于預(yù)應(yīng)變?cè)趧?dòng)態(tài)拉伸荷載下疲勞壽命的分析。
一種非常廣泛使用的研究高變形率應(yīng)變材料的技術(shù)是基于所謂的分裂Hopkinson壓桿（SHPB）[3],典型的SHPS裝置代表著一個(gè)特定范圍尺寸的標(biāo)本，標(biāo)本必須足夠短，以便盡量減少在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格長(zhǎng)度范圍內(nèi)過(guò)渡階段導(dǎo)致的準(zhǔn)靜態(tài)平衡和滿足有足夠數(shù)量時(shí)間的思考，不幸的是，在SHPB試驗(yàn)中，無(wú)論是速度還是力都不是強(qiáng)制加上去的這些不變因素導(dǎo)致儀器比如飛輪[12，15]或飛行楔[2，16]，對(duì)于這樣的儀器，拉伸荷載通過(guò)應(yīng)用一個(gè)特定速度的位移得到。此外，一般沒(méi)有式樣尺寸的限制，這是進(jìn)行；連續(xù)加載試驗(yàn)必不可少的。
本文介紹了用于特定沖擊率的拉伸荷載試驗(yàn)機(jī)（飛輪）及其環(huán)境的設(shè)計(jì)，兩種標(biāo)本承載能力的飛輪將被介紹，每個(gè)設(shè)備有相關(guān)的測(cè)量技術(shù)(壓電傳感器或測(cè)量傳感器)和不同的功能，我們提出的中斷拉伸設(shè)備，是一些調(diào)節(jié)前的預(yù)應(yīng)變樣本的應(yīng)用成為可能，我們還提出了一種多CCD的相機(jī)系統(tǒng)，可以同步進(jìn)行力傳感器的信號(hào)，這一系統(tǒng)使標(biāo)本的塑性應(yīng)變定位和隨后的失效現(xiàn)象可視化，此外，從測(cè)量的縱向和橫向位移，有可能確定材料的力學(xué)性能。關(guān)于鋁合金的沖擊荷載和沖擊荷載連續(xù)負(fù)重的不同試驗(yàn)結(jié)果使我們能夠評(píng)估飛輪機(jī)器設(shè)備的性能。
四、實(shí)驗(yàn)設(shè)置