导读:本文包含了超声疲劳试验论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:材料超声疲劳,动态优化设计,双臂悬臂梁弯曲试样,中心镶嵌式试样
超声疲劳试验论文文献综述
郭思廷[1]（2019）在《材料超声疲劳试验中试样的设计与试验研究》一文中研究指出近些年,航空航天、交通运输、核工业、机械等领域的迅速发展,对材料及零部件的性能也提出了更高的要求。传统疲劳试验方法的载荷振动频率较低,若想完成材料高周疲劳试验、超高周疲劳试验,不仅要花费大量的时间与成本,对于S-N曲线的绘制,甚至是不可能完成的。借助超声手段,在极大程度上节约了试验时间、减少试验成本,且通过对试验装置的调整,可完成拉压、弯曲、扭转等多种形式的疲劳试验。在上述背景下,本文以材料超声疲劳试验装置中试样的设计作为切入点,借助Microsoft Mathematics软件完成试样尺寸预运算,将试样各个尺寸作为设计变量,试样模态分析中共振频率、谐响应分析中所受最大应力值作为目标函数,尺寸变化对目标函数的动态影响作为约束条件,使用Ansysworkbench软件辅助完成试样的动态优化设计,找到试样设计中最关键的尺寸,并给出公差范围,在满足试验条件的情况下极大程度的降低试样加工精度,减少加工时间,节约加工经费。当试样所受应力值小于疲劳断裂所需应力值时,给出试样超声疲劳试验下的情况分析,并在不更换、添加变幅杆的情况下通过对试样的优化设计达到试验的断裂要求。提出以双臂悬臂梁模型完成材料超声疲劳弯曲试验,避免了传统叁点弯曲试验在试验装置中添加弯曲加力压杆和静载荷加载装置,丰富了材料超声疲劳弯曲试验的试样模型。本文给出双臂悬臂梁试样的解析计算结果并完成仿真分析、动态优化设计,基于现有超声疲劳试验装置,搭建试验台并完成调试,顺利完成材料超声疲劳拉压、弯曲试验,完成试验数据的统计梳理,给出材料超声疲劳拉压、弯曲试验从试验的设计到试验结果梳理的完整化流程。提出中心镶嵌式的试样设计方法以完成贵金属、超硬金属的超声疲劳拉压试验,依靠过盈联结的方式实现夹体与试验材料的联结,以超硬金属18Ni马氏体时效钢(250)作为试验材料,30Cr Mn Si结构钢作为夹体,完成试样的理论分析、过盈量设计及装配工艺设计,并进行有限元分析及动态优化设计完成修正,以保证试样设计的准确性、可行性。其中试样动态优化设计的理念完善了材料超声疲劳领域中试样的设计和加工方法,更短的加工时间、更少的试验成本为材料超声疲劳试验的推广、试验成本的降低作出一定的贡献;双臂悬臂梁模型的提出简化了弯曲试验装置、弥补了弯曲试验模型单一的缺陷;对于贵金属、超硬金属材料提出的中心镶嵌式试样,也为材料超声疲劳试验中试验材料的选择与处理,提供了一种可行性方案。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
张东博[2]（2018）在《超声手术刀疲劳试验系统研制及实验》一文中研究指出超声手术刀是一种通过刀杆高速振动以实现生物体切割、分离的外科手术器械,在外科手术中具有高精度、止血快、产生烟雾少等优点。超声手术刀在工作时会产生高频振动,工作频率为55kHz的超声手术刀振幅约为50μm,在工作1小时后,超声手术刀内部的应力循环次数即可达到1.98×10~8次,容易发生疲劳损坏。目前常见的超声手术刀大多是采用TC4钛合金加工制作的,关于TC4钛合金的超高周疲劳(应力循环次数大于10~7周次)的研究都是基于超声疲劳试验方法进行的。超声疲劳试验技术是一种能够快速对金属材料进行超高周疲劳试验的试验方法,目前常见的超声疲劳试验系统工作频率为20kHz。本文建立55kHz超声疲劳试验系统,为了更好的研究超声手术刀的疲劳特性,对TC4钛合金进行疲劳试验,探索频率、温度、应力等参数对TC4钛合金疲劳寿命的影响,以期进一步提高超声手术刀的抗疲劳性能。本文首先设计了磁致伸缩式超声换能器作为试验系统的驱动装置、圆锥形超声变幅杆作为振幅放大装置,通过理论计算满足55kHz共振频率的换能器及变幅杆,并利用有限元分析方法来仿真设计结果,对加工制作的换能器及变幅杆进行测试;然后在超声驱动系统上集成应力加载装置、冷却系统、检测装置等构建超声疲劳试验系统;对系统的主要部分进行动力学仿真,验证系统的固有频率;最后采用TC4钛合金设计并制作满足55kHz共振频率的试样,利用自行设计的超声疲劳试验系统对试样进行试验,并对断裂试样的断口处进行微区观测,以期探索超声手术刀疲劳断裂的原因,改善其疲劳寿命。(本文来源于《长春理工大学》期刊2018-03-01）
彭文杰,陈一鸣,顾明凯,薛欢[3]（2016）在《几种不同形状试样的超声疲劳试验方法》一文中研究指出USF-2000超声疲劳试验机设备上系统控制软件仅配有两种试样类型:圆弧形试样和缺口形试样。试样类型的欠缺极大地限制了超声疲劳试验机的应用。为了扩展超声疲劳试验技术的应用范围,本文给出了几种典型形状超声疲劳试样的尺寸设计方法,并将不同形状超声疲劳试样的应力转换成系统控制软件上的圆弧形试样对应的应力,利用现有的设备和软件完成了不同形状试样超声疲劳试验控制。(本文来源于《武汉工程职业技术学院学报》期刊2016年02期）
彭文杰,顾明凯,邝兰翔,朱琳娜[4]（2016）在《超声疲劳试验振动位移及应力控制分析》一文中研究指出给出了超声疲劳试验振动位移和应力控制方法,来实现超声疲劳试验的精确控制。从两个方面实现,一是对超声疲劳试验振动位移进行监测,将试样振动位移幅值的测试值与试样振动位移幅值的理论值即超声疲劳试验机的显示值进行对比,若两者非常接近,相差不超过0.5%,则表明振动位移值准确度高,试验结果可靠。二是当试样的实际尺寸值与设计值存在偏差时,给出了试样的控制应力修正公式,保证试验控制更加精确。通过以上两个方面来实现超声疲劳试验的精确控制,可以保证超声疲劳试验结果的可靠性。(本文来源于《武汉工程职业技术学院学报》期刊2016年01期）
彭文杰,余立,陈一鸣,张彦文[5]（2014）在《超声疲劳试验技术的应用和研究》一文中研究指出对超声疲劳试验技术的特点和应用以及与常规疲劳试验之间的差异进行了阐述,对超声疲劳试验中常见的若干问题,主要是由超声频率产生的热效应、频率效应进行了简单地阐述和探讨。(本文来源于《物理测试》期刊2014年03期）
陈一鸣,高云,邓攀,尚伦[6]（2013）在《基于GSM的超声疲劳试验机远程监控系统》一文中研究指出设计一种基于GSM的超声疲劳试验机远程监控系统,利用GSM网络和试验人员手机终端,实现对超声疲劳试验机的远程监控。(本文来源于《设备管理与维修》期刊2013年S2期）
刘永杰,何超,杨少波,王清远[7]（2012）在《薄片超声弯曲疲劳试验方法研究》一文中研究指出根据超声振动理论,在单轴超声疲劳试验方法的基础上,提出了一种新的适用于超高周弯曲疲劳的试验方法,并应用到金属薄片的超高周弯曲疲劳研究中,开发了薄片超声弯曲疲劳试验系统。根据振动理论和应力波原理,介绍了一种超声弯曲疲劳薄片试样的设计方法,给出了试样谐振长度的解析计算式以及试样中沿其谐振长度方向的位移、应力分布表达式。将开发的试验技术应用到316L不锈钢薄片的超声弯曲振动疲劳研究中。(本文来源于《四川大学学报(工程科学版)》期刊2012年S2期）
刘永杰,杨少波,王清远[8]（2012）在《薄片超声弯曲疲劳试验方法及其应用》一文中研究指出本文根据固体振动理论,介绍了一种超声弯曲疲劳薄片试样的设计方法,进而在单轴超声疲劳试验系统的基础上,开发了薄片超声弯曲疲劳试验系统,并应用到SUS301不锈钢薄片的超高周弯曲疲劳研究中。结果显示,利用开发的技术能成功地实现薄片材料的超声弯曲振动,并且获得薄片的超高(本文来源于《第16届全国疲劳与断裂学术会议会议程序册》期刊2012-11-02）
陈沙古,刘荣凤,刘永杰,王清远[9]（2012）在《初始尺寸对超声疲劳试样的影响及铝合金6063疲劳试验验证》一文中研究指出狗骨形试样具有中间等截面段试验有效区。采用悬链线代替圆弧线的轮廓方程,获得了狗骨形试样的解析计算方法。分析结果表明,试样初始尺寸在一定范围内取值时轮廓方程代替所引起的误差控制在3%以内。可通过增大变截面段长度或粗、细端的半径比来缩短试样长度,但增大变截面长度会降低试样位移应力系数。尽管狗骨形试样的位移应力系数不如沙漏形试样,但狗骨形比沙漏形更节省试验材料,而且其位移应力系数也足够满足试验要求。铝合金6063的超声疲劳试验表明,狗骨形试样的设计等式是可行的。铝合金6063的S-N曲线呈现持续下降的趋势,其疲劳裂纹扩展以剪切方式进行,并且呈现裂纹表面萌生机制。疲劳源区与裂纹扩展区之间存在明显的台阶。(本文来源于《船舶力学》期刊2012年05期）
代景安[10]（2012）在《金属薄板材料超声弯曲疲劳试验研究》一文中研究指出有关研究表明,在107的循环周次或在其以上的超高周阶段,材料仍然有可能发生疲劳断裂。在实际应用中,很多动力机械的疲劳循环周次高达10t0周次。因此,研究工程材料在107以上超高周次的疲劳损伤对机械部件的安全设计和材料选择具有重要意义。从已发表文献来看,在超高周范围内的疲劳研究主要集中于对称拉压、非对称拉压加载下金属材料的S-N曲线特征、试样断口形貌的观察以及疲劳断裂机理的研究,但对于金属薄板材料在弯曲疲劳加载下的研究鲜见报道。由于薄板材料在进行对称拉压超声疲劳试验时会出现试样失稳现象,而叁点弯曲试验无法实现对称加载,即得到应力比尺=-1的工况。为此本课题组针对薄板材料的超声疲劳试验问题开发出一种薄板材料弯曲疲劳试验技术,为超声弯曲疲劳提供一定的试验基础。并在此试验技术的基础上研究了50钢和LY12铝合金薄板材料的超高周疲劳性能,讨论了尺寸效应对薄板材料疲劳性能的影响。研究成果如下：本文在叁点弯曲的基础上,设计出满足系统谐振,并在纯弯曲振动形态下的超声弯曲疲劳试样。通过解析方法计算出叁点弯曲试样的谐振长度,讨论了试样的不足并进行改进。结合有限元方法分析薄板超声弯曲试样的应力分布状况,设计出一种变截面超声弯曲疲劳试样。最后将试样尺寸对试样振动频率和应力位移系数的影响做了进一步讨论,为超声弯曲疲劳试样设计提供参考依据。利用超声弯曲疲劳试验系统对50钢和LY12铝合金薄板试样进行对称弯曲疲劳试验,研究其在超声弯曲疲劳加载下的超高周疲劳性能。将材料在弯曲加载与对称拉压加载下的疲劳性能进行对比,得出了不同的加载工况对金属材料疲劳性能的影响。通过对50钢弯曲试样断口显微分析发现：疲劳裂纹主要萌生于试样表面及次表面,可能是材料内部存在的夹杂物或者其它非金属杂质从基体脱落,在材料内部形成空洞,由于这些夹杂物与基体脱粘形成微裂纹,在高频振动作用下进一步扩展成为宏观裂纹,进而导致整个试样的断裂。对不同厚度的两种试样的超声疲劳试验结果比较表明：材料有一定的尺寸效应,试样尺寸以及加载方式对材料的疲劳性能有明显影响,对LY12来说,试样越薄其疲劳性能越强,并且弯曲加载下的材料疲劳性能要强于拉压加载下材料的的疲劳性能。(本文来源于《西南交通大学》期刊2012-05-01）
超声疲劳试验论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
超声手术刀是一种通过刀杆高速振动以实现生物体切割、分离的外科手术器械,在外科手术中具有高精度、止血快、产生烟雾少等优点。超声手术刀在工作时会产生高频振动,工作频率为55kHz的超声手术刀振幅约为50μm,在工作1小时后,超声手术刀内部的应力循环次数即可达到1.98×10~8次,容易发生疲劳损坏。目前常见的超声手术刀大多是采用TC4钛合金加工制作的,关于TC4钛合金的超高周疲劳(应力循环次数大于10~7周次)的研究都是基于超声疲劳试验方法进行的。超声疲劳试验技术是一种能够快速对金属材料进行超高周疲劳试验的试验方法,目前常见的超声疲劳试验系统工作频率为20kHz。本文建立55kHz超声疲劳试验系统,为了更好的研究超声手术刀的疲劳特性,对TC4钛合金进行疲劳试验,探索频率、温度、应力等参数对TC4钛合金疲劳寿命的影响,以期进一步提高超声手术刀的抗疲劳性能。本文首先设计了磁致伸缩式超声换能器作为试验系统的驱动装置、圆锥形超声变幅杆作为振幅放大装置,通过理论计算满足55kHz共振频率的换能器及变幅杆,并利用有限元分析方法来仿真设计结果,对加工制作的换能器及变幅杆进行测试;然后在超声驱动系统上集成应力加载装置、冷却系统、检测装置等构建超声疲劳试验系统;对系统的主要部分进行动力学仿真,验证系统的固有频率;最后采用TC4钛合金设计并制作满足55kHz共振频率的试样,利用自行设计的超声疲劳试验系统对试样进行试验,并对断裂试样的断口处进行微区观测,以期探索超声手术刀疲劳断裂的原因,改善其疲劳寿命。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
超声疲劳试验论文参考文献
[1].郭思廷.材料超声疲劳试验中试样的设计与试验研究[D].吉林大学.2019
[2].张东博.超声手术刀疲劳试验系统研制及实验[D].长春理工大学.2018
[3].彭文杰,陈一鸣,顾明凯,薛欢.几种不同形状试样的超声疲劳试验方法[J].武汉工程职业技术学院学报.2016
[4].彭文杰,顾明凯,邝兰翔,朱琳娜.超声疲劳试验振动位移及应力控制分析[J].武汉工程职业技术学院学报.2016
[5].彭文杰,余立,陈一鸣,张彦文.超声疲劳试验技术的应用和研究[J].物理测试.2014
[6].陈一鸣,高云,邓攀,尚伦.基于GSM的超声疲劳试验机远程监控系统[J].设备管理与维修.2013
[7].刘永杰,何超,杨少波,王清远.薄片超声弯曲疲劳试验方法研究[J].四川大学学报(工程科学版).2012
[8].刘永杰,杨少波,王清远.薄片超声弯曲疲劳试验方法及其应用[C].第16届全国疲劳与断裂学术会议会议程序册.2012
[9].陈沙古,刘荣凤,刘永杰,王清远.初始尺寸对超声疲劳试样的影响及铝合金6063疲劳试验验证[J].船舶力学.2012
[10].代景安.金属薄板材料超声弯曲疲劳试验研究[D].西南交通大学.2012