超声波疲劳试验原理和优点

声疲劳试验是一种加速共振式的疲劳试验方法，在被加载试样上建立机械谐振波。基于压电伸缩原理并利用高能超声波谐振技术，它的测试频率（20kHz）远远超过了常规疲劳测试频率。在实际试验时间内能得到疲劳度以及阈值附近的数据，由于频率高，能够迅速地检测各种各种工业材料的高重复周期的疲劳极限。

针对现代机械装备零件超长寿命和超高可靠性要求，超声疲劳试验机基于超声波谐振原理，在试样上产生高频振动载荷，完成材料的（超）高周疲劳性能试验。本公司研制的第三代多功能超声疲劳试验机具有工作频率范围宽、输出幅值大、控制精度高的特点，可以开展各种金属材料和复合材料的变应力比轴向对称拉压、变应力比三点弯曲、振动弯曲等多种加载形式的超声疲劳试验，同时提供轴向拉压、三点弯曲、振动弯曲等各类试样的辅助优化设计软件。

超声疲劳试验优点

• 可作随机变幅加载,包括低水平载荷,从而更接近工程实际。

• 采用计算机设定和控制试验，可以简单地再现微小缺陷而产生的疲劳破坏。

• 由于在共振状态下进行试验，可以产生高应力，能够进行1000MPa级的钢材试验。

• 试验设备所需输出功率很低(数十瓦到数百瓦),可大量节省能源，节约试验经费。

• 谐振时试件端部的应力水平很低,从而简化了试件装夹,只需一端装夹,这对于脆性材料很有利。

• 以20KHz的重复频率快速评价金属材料的疲劳寿命，缩短试验时间数百倍乃至上千倍。

以10 9疲劳试验为例

20Hz伺服液压疲劳试验需要1.5年；

50Hz旋转弯曲试验机需要231天；

300Hz高频振动台需要38.5天；

20Khz超声疲劳实验仅需13.8小时。