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一种高频疲劳试验机的动态载荷误差补偿方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2024-10-22 08:41:28

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 徐景新 | 2024-10-22 08:41:28

为了克服已有疲劳试验机静态标定方法和动态载荷误差理论表达式补偿方法对动态载荷误差补偿效果差的不足,本发明提供了一种误差补偿效果良好,有效提高疲劳试验机动态载荷测量精度的高频疲劳试验机动态载荷误差补偿方法。

一种高频疲劳试验机的动态载荷误差补偿方法,包括以下步骤:1)建立系统带有阻尼的三自由度振动力学模型,分析影响动态载荷误差的相关因素;2)确定影响动态载荷误差的关键因素;3)将校准棒的中间段粘贴应变片制成校准传感器,用有限元方法计算其刚度;4)取一刚度已知的校准传感器,上端固定在试验机,下端压一标准力传感器,施加静载,用标准力传感器进行标定;5)计算校准传感器与测力传感器的振幅之差,并记录对应的校准传感器刚度;6)更换不同刚度的校准传感器,重复步骤4)至5),得出误差和传感器刚度的关系曲线;7)用计算得的误差值对相应的动态载荷测量值进行误差补偿。本发明有效地提高了疲劳试验机动态载荷的测量精度。

材料科学研究领域

在金属材料、高分子材料等疲劳性能研究中,准确的载荷控制是关键。这种误差补偿方法可以提高疲劳试验的精度,使研究人员能够更准确地获取材料在高频循环载荷下的疲劳寿命、裂纹扩展速率等重要参数。例如,在航空航天材料的研发中,通过精确的疲劳试验,可以评估材料在复杂飞行工况下的可靠性。

对于新型材料的开发,如复合材料、形状记忆合金等,该方法可以帮助研究人员更好地理解材料在动态载荷下的力学行为,为材料的优化设计提供数据支持。

机械制造和质量检测行业

在机械零件的生产过程中,需要对关键零部件进行疲劳性能检测。高频疲劳试验机结合动态载荷误差补偿方法,可以更精准地模拟零件在实际工作环境中的受力情况,检测零件是否满足设计要求。例如,在汽车发动机零部件的质量检测中,通过精确的疲劳试验,可以提前发现潜在的质量问题,避免在使用过程中出现故障。

对于大型机械设备,如风力发电机、工程机械等的关键部件,利用该误差补偿方法的疲劳试验机可以进行更可靠的耐久性测试,延长设备的使用寿命,提高设备的安全性和可靠性。

生物医学工程领域(如人工关节等植入物测试)

在生物医学工程领域,对于人工关节、心脏支架等植入物的疲劳性能测试至关重要。通过高频疲劳试验机的动态载荷误差补偿方法,可以模拟人体生理环境下植入物的受力情况,准确评估植入物的长期稳定性和可靠性。例如,在人工髋关节的疲劳测试中,能够更精确地模拟人体行走、跑步等运动时髋关节所受的动态载荷,确保植入物的质量和安全性。

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本发明的有益效果主要表现在:建立振动系统带有阻尼的三自由度振动力学模型,确定较为精确的动态载荷误差的理论表达式,充分分析了各个因素对动态载荷误差的影响,根据实际工况,确定试件刚度为影响动态载荷误差的主要因素,通过计算不同刚度的圆柱形校准传感器与测力传感器之间的实际误差,来补偿高频疲劳试验机的动态载荷误差,有效地提高疲劳试验机动态载荷的测量精度。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。