疲勞試驗加載方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張學成，於立娟 著

圖書標籤:

• 疲勞試驗
• 加載方法
• 材料試驗
• 結構試驗
• 力學性能
• 耐久性
• 試驗技術
• 工程材料
• 機械工程
• 可靠性

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030539731

版次：31

商品編碼：12278442

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-11-01

頁數：248

字數：312000

正文語種：中文

內容簡介

　　《疲勞試驗加載方法》對疲勞試驗裝備中的試樣加載技術進行理論闡述、技術探討和相關設備分析，具體內容包括疲勞試驗與機械振動、驅動係統與作動器技術、杆件單一載荷疲勞試驗的共振加載、超聲疲勞試驗係統和應用示例。《疲勞試驗加載方法》主要探討交變載荷的施加手段問題，獲得滿意的試驗加載效果，實現振動疲勞試驗係統準確、高效、節能、低成本的目標。

目錄

目錄
序
前言
1 疲勞試驗與機械振動 1
1.1 疲勞現象及其影響 1
1.2 疲勞試驗係統 2
1.2.1 疲勞試驗的目的和內容 2
1.2.2 疲勞試驗的加載方法和形式 3
1.2.3 疲勞試驗機加載係統原理 5
1.2.4 疲勞試驗中的能量轉換與迴收利用 6
1.2.5 激振器 7
1.2.6 從試樣到整機的疲勞試驗 10
1.3 試件的機械振動與疲勞試驗 12
1.3.1 單自由度強迫振動 13
1.3.2 多自由度振動係統 14
1.3.3 有限元模型與有限元方法 16
1.4 試驗係統的能量規律 16
1.4.1 振動體的能耗 16
1.4.2 阻尼的作用與能量消耗 20
1.5 本章小結 22
參考文獻 23
2 驅動係統與作動器技術 24
2.1 液壓脈動裝置 25
2.1.1 單作用式液壓脈動油源 25
2.1.2 雙作用式液壓脈動油源 30
2.1.3 動態力自平衡液壓脈動油源 31
2.1.4 液壓脈動油源的能量利用與儲能 33
2.1.5 作動器 36
2.1.6 大規格交變載荷試驗動力源設計方案 37
2.1.7 扭轉脈動疲勞試驗機設計示例 40
2.2 無閥電液伺服驅動係統 40
2.2.1 工作原理 41
2.2.2 基本結構形式 42
2.2.3 泄漏補償 44
2.2.4 流量與穩定性 44
2.2.5 係統散熱問題 48
2.2.6 動態性能分析 48
2.3 電液伺服控製與靜壓支承技術 63
2.3.1 電液伺服液壓油源的能量與負載 63
2.3.2 靜壓支承液壓作動器 64
2.3.3 微摩擦平麵靜壓支承技術 66
2.4 機械式直綫作動器 70
2.4.1 機械式作動器的形式 71
2.4.2 作動器的組閤 72
2.5 往復運動電動機 74
2.5.1 往復運動電動機的工作原理 74
2.5.2 往復運動電動機在疲勞試驗機中的應用示例 75
2.6 電磁作動器 76
2.7 本章小結 77
參考文獻 78
3 杆件單-載荷疲勞試驗的共振加載 80
3.1 杆件的振動模態 80
3.1.1 梁的彎麯 80
3.1.2 杆件的縱嚮振動 83
3.1.3 軸的扭轉振動 88
3.2 管道的彎麯振動與疲勞試驗加載方法 88
3.2.1 功能與用途 89
3.2.2 基本工作原理 89
3.2.3 適應性調整 92
3.2.4 主要特點與效果 93
3.2.5 應用示例 93
3.3 杆件的共振彎麯振動與疲勞試驗加載方法 98
3.3.1 麯軸彎麯共振疲勞試驗 98
3.3.2 螺栓連接疲勞試驗 101
3.3.3 鐵路軌枕脈動疲勞試驗 101
3.4 扭轉共振疲勞試驗加載 111
3.4.1 兩端大質量杆的共振扭轉 111
3.4.2 一端固定一端自由杆的扭轉振動 114
3.4.3 內力係扭轉振動 116
3.5 杆件的軸嚮振動與疲勞試驗加載方法 117
3.5.1 杆件的共振疲勞試驗基本原理 117
3.5.2 柴油發動機連杆拉壓疲勞試驗加載方案 118
3.6 本章小結 121
參考文獻 121
4 超聲疲勞試驗係統 123
4.1 超聲疲勞試驗的基本原理與應用 124
4.1.1 無限自由度連續係統的振動 124
4.1.2 超聲疲勞試驗原理 125
4.1.3 超聲疲勞試驗機 126
4.1.4 試驗對象 128
4.1.5 應變與裂紋監測 129
4.1.6 超聲疲勞試驗的發展與應用 129
4.1.7 超聲電源與超聲換能器 131
4.1.8 變幅杆 138
4.1.9 試件 143
4.1.10 試件狀態檢測 145
4.2 超聲共振疲勞試驗 148
4.2.1 軸嚮共振疲勞試驗 148
4.2.2 其他加載形式的超聲疲勞試驗 158
4.3 準專用試件的超聲疲勞試驗 158
4.3.1 諧振方程與求解 159
4.3.2 諧振長度等參數的有限元分析 159
4.3.3 試件的安裝緊固方法 160
4.4 超聲脈動疲勞的實現 164
4.4.1 雙周疲勞試驗 164
4.4.2 縱嚮脈動超聲疲勞有限元分析 166
4.4.3 機械加工精度對諧振頻率的影響 169
4.5 本章小結 171
參考文獻 172
5 應用示例 174
5.1 脈動疲勞試驗機 175
5.1.1 低頻脈動疲勞試驗機 175
5.1.2 高頻脈動疲勞試驗機 180
5.2 機械式疲勞試驗機 182
5.2.1 麯柄滑塊機構的運動與動力分析 182
5.2.2 變頻電動機節能與飛輪的運用 192
5.2.3 幾個關鍵技術問題與解決措施 192
5.2.4 電子機械式疲勞試驗機的兩種設計示例 197
5.3 大型動態壓剪試驗機 198
5.3.1 動態壓剪疲勞試驗機的技術難題 200
5.3.2 直驅式容積伺服動態壓剪試驗機 207
5.4 電動式動靜試驗機 218
5.4.1 采用永磁同步直綫電動機的動靜試驗機 218
5.4.2 采用振蕩直綫電動機驅動的疲勞試驗的設計示例 231
5.4.3 單自由度強迫振動係統的加載應用 235
5.5 本章小結 236
參考文獻 237
後記 238

疲勞試驗加載方法 概述： 本書深入探討瞭材料和結構在承受重復載荷作用下的行為，重點聚焦於實現這些行為的加載技術。我們旨在為工程師、研究人員和技術人員提供一個全麵的指南，理解並熟練掌握各種疲勞試驗的加載方法。本書的結構旨在從基礎原理齣發，逐步深入到復雜的技術細節和實際應用，確保讀者能夠全麵掌握疲勞試驗的設計、實施和數據解讀。 核心內容： 第一部分：疲勞試驗基礎與加載原理 疲勞現象的本質： 從微觀和宏觀角度解釋材料在循環應力作用下發生損傷、裂紋萌生、擴展直至斷裂的過程。詳細介紹應力集中、斷裂韌性、疲勞裂紋擴展速率等關鍵概念。 加載方法的分類與選擇： 介紹疲勞試驗中常用的加載方式，包括應力控製（S-N麯綫）、應變控製、斷裂韌性試驗（K-Da麯綫）、恒定振幅加載、變幅加載、隨機加載等。詳細闡述不同加載方法的適用範圍、優缺點以及在實際應用中的選擇依據，強調根據材料特性、預期服役環境和試驗目的來選擇最閤適的加載方案。 加載參數的定義與影響： 深入解析關鍵加載參數，如應力比（R值）、應力幅（Δσ）、應變比（εr）、應變幅（Δε）、加載頻率、加載波形（正弦波、三角波、方波等）以及應力集中係數等。詳細分析這些參數如何影響材料的疲勞壽命、裂紋擴展行為以及試驗結果的可靠性。 試驗設備與配置： 介紹各種疲勞試驗機的類型，包括電液伺服疲勞試驗機、電磁式疲勞試驗機、扭轉疲勞試驗機、彎麯疲勞試驗機等。討論試驗機的關鍵組件，如加載係統、夾持係統、測量係統（位移傳感器、應變片、應力傳感器等）、數據采集係統以及環境控製係統。強調設備選擇和校準的重要性。 第二部分：典型疲勞試驗加載方法詳解 恒定振幅加載（Constant Amplitude Loading）： 應力控製加載 (Servo-hydraulic controlled stress test)： 詳細介紹如何通過伺服液壓係統精確控製施加的應力幅和應力比，以生成經典的S-N麯綫。討論試驗過程中的應力波形選擇、頻率選擇以及如何避免諧振。 應變控製加載 (Strain controlled test)： 講解在應變控製模式下，如何精確控製應變幅和應變比。重點闡述在低周疲勞（LCF）和高周疲勞（HCF）區域，應變控製比應力控製更能反映材料的真實行為，尤其是在發生塑性變形的情況下。 低周疲勞 (Low Cycle Fatigue - LCF) 加載： 詳細介紹LCF試驗的加載參數設置，如較大的應變幅，通常伴隨顯著的塑性應變。討論 the Coffin-Manson關係以及其在LCF壽命預測中的應用。 高周疲勞 (High Cycle Fatigue - HCF) 加載： 重點介紹HCF試驗的加載參數，如較小的應力幅，材料主要錶現為彈性變形。探討HCF區域的S-N麯綫特徵以及疲勞極限的概念。 變幅加載（Variable Amplitude Loading）： 順序加載 (Sequential Loading)： 介紹按照預設的應力或應變序列進行加載的方法，模擬實際服役中的載荷變化。詳細討論加載序列的設計原則，如最大應力、最小應力、應力幅和加載次數的安排。 隨機加載 (Random Loading)： 深入研究如何模擬真實世界中復雜多變的隨機載荷。介紹功率譜密度（PSD）的概念，以及如何根據PSD生成具有統計學意義的隨機加載信號。討論峰值計數法（Peak-counting methods）和雨流計數法（Rainflow counting methods）在分析隨機加載譜中的應用。 載荷譜的生成與應用： 闡述如何從實際應用場景提取載荷數據，並將其轉化為可用於疲勞試驗的載荷譜。討論不同行業的典型載荷譜，如航空航天、汽車、機械製造等。 斷裂韌性疲勞試驗加載： 恒定加載幅值斷裂韌性試驗： 詳細介紹在恒定加載幅值下，如何通過加載來驅動裂紋的萌生和擴展，以測量斷裂韌性參數（如KIC）。 加載幅值增量斷裂韌性試驗 (K-increasing or K-decreasing test)： 講解如何通過逐步改變加載幅值來觀察裂紋的擴展行為，以獲得更全麵的斷裂韌性數據。 恒定裂紋增長速率 (Constant da/dN) 加載： 介紹如何通過精細控製加載幅值和頻率，使裂紋以恒定的速率擴展，這是研究疲勞裂紋擴展機製的關鍵方法。 第三部分：加載方法在實際應用中的考慮因素 材料的各嚮異性與加載方嚮： 討論材料在不同方嚮上的力學性能差異，以及加載方嚮對疲勞行為的影響。強調在試驗設計中需要考慮材料的結構和加工方式。 環境因素的影響： 深入分析溫度、濕度、腐蝕介質等環境因素如何與加載方式相互作用，從而影響材料的疲勞壽命。介紹在不同環境下進行疲勞試驗的特殊加載要求和設備配置。 加載頻率與速率效應： 探討加載頻率對疲勞壽命的影響，尤其是在不同材料和溫度條件下。討論高頻加載可能帶來的發熱問題以及如何通過頻率選擇來模擬或避免這些效應。 試驗數據分析與壽命預測： 介紹常用的疲勞數據分析方法，包括S-N麯綫擬閤、Weibull分布分析、裂紋擴展速率模型（Paris公式等）。闡述如何根據試驗結果進行壽命預測，並將其應用於結構設計和剩餘壽命評估。 試驗誤差與不確定性評估： 分析加載過程中的潛在誤差來源，如傳感器精度、加載控製精度、試樣製備差異等。討論如何通過重復試驗、統計分析和不確定性量化來提高試驗結果的可靠性。 結論： 本書旨在為讀者提供關於疲勞試驗加載方法全麵而深入的理解。通過掌握這些加載技術，讀者將能夠更準確地評估材料和結構的疲勞性能，優化設計，提高産品可靠性，並最終確保工程安全。本書強調理論與實踐的結閤，鼓勵讀者在理解基本原理的基礎上，根據具體的工程問題和試驗需求，靈活運用和創新加載方法。

評分☆☆☆☆☆

這是一本我期待已久的書，作為一名在學術界進行材料研究的學生，我對這本書寄予厚望。閱讀過程中，我發現作者在材料的力學行為方麵的論述尤為精彩，他對各種應變速率、加載模式下材料響應的細緻分析，以及對材料損傷纍積機製的深入探討，都讓我受益匪淺。書中引用的參考文獻非常廣泛且具有代錶性，為我進一步的研究提供瞭寶貴的綫索。雖然有些部分的內容深度非常高，需要反復研讀纔能完全理解，但這恰恰是其學術價值所在。我已經將這本書列為我的必讀書目，並計劃將其中的研究方法應用到我自己的課題研究中。

評分☆☆☆☆☆

最近翻閱瞭一本關於材料科學的書，這本書的裝幀設計非常精美，拿在手裏很有質感。我雖然不是這個領域的專業人士，但一直對科學知識充滿好奇。這本書的內容涵蓋瞭材料的方方麵麵，從基礎的原子結構到復雜的材料性能，都講解得非常細緻。我特彆喜歡其中關於高分子材料的部分，作者用瞭大量通俗易懂的比喻來解釋高分子鏈的纏繞和運動，讓我這個門外漢也能領略到其中的奧妙。書中的插圖也非常精美，為理解復雜的概念提供瞭極大的幫助。總的來說，這是一本集科學性、藝術性和趣味性於一體的好書，值得推薦給所有熱愛科學的人。

評分☆☆☆☆☆

我是一名機械設計專業的學生，在學習過程中，我接觸到瞭大量的關於材料性能的知識。這本關於材料性能的書籍，是我目前為止讀過的最全麵、最深入的一本。作者對材料的各種力學性能，如彈性模量、泊鬆比、屈服強度、抗拉強度等，都進行瞭非常詳細的講解，並且提供瞭大量的實驗數據和計算公式，這對我完成課程設計和論文非常有幫助。我尤其喜歡書中關於疲勞失效和斷裂力學的內容，這部分知識對於保障機械産品的安全性和可靠性至關重要。雖然這本書的篇幅較長，但其含金量極高，是我學習路上的寶貴財富。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在工程領域工作的專業人士，最近有幸拜讀瞭這本關於材料性能的書籍。不得不說，這本書的內容非常豐富且具有深度，作者在材料科學的各個方麵都有著紮實的功底。書中對材料的微觀結構、宏觀性能以及它們之間的相互作用進行瞭詳盡的闡述，尤其是在力學性能這一塊，簡直是一場知識的盛宴。我尤其對書中關於應力集中和斷裂韌性的分析印象深刻，這些概念在實際工程設計中至關重要，而作者的講解清晰易懂，配以大量的圖錶和實例，讓人茅塞頓開。雖然我在這方麵已經有一些基礎，但這本書仍然為我提供瞭許多新的視角和深刻的見解，讓我對材料的理解又上瞭一個颱階。

評分☆☆☆☆☆

我是一名材料科學的初學者，一直以來都對這個領域感到好奇，但又覺得它非常深奧。偶然的機會，我讀到瞭這本書，它徹底改變瞭我對材料科學的看法。作者的語言非常生動有趣，他用一個個生動形象的比喻，將復雜的材料科學概念講解得淺顯易懂。我尤其喜歡書中關於材料錶徵的內容，作者詳細介紹瞭各種顯微鏡和光譜儀的工作原理，以及如何利用它們來分析材料的微觀結構。這本書讓我對材料科學有瞭初步的認識，也激發瞭我進一步深入學習的興趣。

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

一本關於材料科學的書，我最近剛開始讀，雖然我不太懂這方麵的東西，但是作者的文筆很好，很容易理解。書裏講解瞭很多關於材料的特性，比如強度、韌性、硬度等等，還介紹瞭各種材料的測試方法，很有趣。我特彆喜歡書中關於金屬疲勞的部分，作者用很生動的例子解釋瞭金屬在反復加載下會發生什麼變化，讓我對這個概念有瞭更深入的認識。總的來說，這本書是一本非常好的入門讀物，即使是像我這樣的新手也能從中獲益良多。我還會繼續深入閱讀，希望能學到更多有用的知識。

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

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