低週疲勞(LCF)測試,依據ISO 12106 / ASTM E606標準
低週疲勞指的是在低循環數下的疲勞強度。
符合 ISO 12106 和 ASTM E606 的低週疲勞 (LCF) 測試是一種疲勞測試,其中模擬週期負載直至失效。通常使用油壓伺服疲勞試驗機執行該測試。
承受極端熱負載和機械負載的材料只能在其低週疲勞範圍內進行設計,即最多 105 次負載變化。主要的例子包括用於飛機發動機的渦輪葉片和盤片,以及用於發電的固定式渦輪機。此外,LCF測試還用於廢氣渦輪增壓器、排氣管和其他類似組件。在這些組件中,設計的缺口(如刀片-盤片連接)受到應變誘導的塑性循環變形,這遲早會導致破裂。在低週疲勞(LCF)測試中,在試片上模擬這些負載,並測定裂縫形成的循環次數。測試通常在高溫下進行。測試頻率通常在0.01到5 Hz之間。
為此需要特别使用試驗機和試驗機控制系統。在從彈性變形向塑性變形過渡期間,試片的剛性變化顯著,控制器必須迅速做出反應,例如保證恆定的應變增加速率。此時,試驗機的極高剛性就起著相當重要的作用。
低週疲勞測試中的負載
低週疲勞測試中的負載包括彈性Ɛa,e和塑性Ɛa,p應變比:Ɛa,t = Ɛa,e + Ɛa,p
在彈性範圍内,應力和應變之間存在線性關係(虎克定律),而在塑性範圍内,這種關係是非線性的。這會導致遲滯循環。
依據ISO 12106 / ASTM E606的低週疲勞測試以恆定振幅運行。此外,還可引入保持時間來檢查蠕變/鬆弛過程。使用三角波作為設置值,或使用梯形波作為保持時間。
如果要模擬特定的工作負載,其他應變-時間序列也是可行的。因此,低週疲勞測試也是在疊加高頻振蕩的情況下進行的。
儘管該限值不斷向上移動,但測試頻率通常低於或等於1 Hz,結果是LCF測試在不超過10 Hz的頻率下進行。
應變控制用於這些LCF測試。只有在特殊情況下,為了研究蠕變測試,在穩定的遲滯範圍或保持時間内,力控制才會發生變化。對於材料特性,通常以-1的RƐ比進行測試。
我們用於低週疲勞測試的測試軟體
testXpert R 測試軟體根據 ASTM E606 標準用於對金屬的低週疲勞強度進行應變控制測定。 設定值一般是恆定振幅的三角波,也可以是正弦波。
應變控制需要一個合適的延伸計。 該測試通常在高溫下進行。
由於不同的材料行為、軟化或硬化,在開始時記錄所有遲滯循環非常重要。循環次數可由用戶自由定義。