我国成功研制疲劳试验机动态力仪器校准装置

日前,由中国计量科学研究院自主研制的疲劳试验机动态力仪器校准装置通过专家鉴定。经鉴定,该装置主要技术指标达到国际先进水平,并填补了国内疲劳试验机动态力校准方法研究方面的空白。

疲劳试验机动态力仪器
疲劳试验机动态力仪器

疲劳是指材料在重复或交变应力作用下,所受应力远小于其抗拉强度时,经多次循环后,在无显著外观变形情况下而发生的断裂现象。这种断裂一旦发生,往往将导致灾难性的设备或人身伤亡事故。据了解,汽车零部件的破坏中85%由疲劳引起的,航空工程中有60%~80%的断裂是由结构材料的疲劳破坏引起的。为保证产品、工程质量和人身安全,相关行业主要通过疲劳试验机来测量试件材料的疲劳极限和疲劳寿命等性能指标。

据课题负责人中国计量科学研究院副研究员胡刚介绍,动态力值误差是疲劳试验机的一个主要性能指标。目前,受技术水平和研究能力的限制,国内对疲劳试验机检定或校准,通常只针对静态力值,而无法对其动态力值进行准确检定和校准。这种“静标动用”的状况,明显降低了疲劳试验机动态力值计量的准确度,并增大了测量不确定度。此次研制的疲劳试验机动态力校准装置及其研究方法就成功解决了这一难题。

胡刚介绍,此套疲劳试验机动态力校准装置,由电阻应变式力传感器及动态应变信号数据采集系统两部分组成,静态准确度达到0.1级,在500Hz频率范围内,归一化动态灵敏度优于1%,实现了高准确度的动态力测量,可以实现校准装置动态特性测试、疲劳试验机动态力校准,其主要技术指标达到国际先进水平。

该课题组还在理论和试验方法方面,开展了大量创新性的研究工作,在国内首次采用正弦力标准、冲击力标准和标准交流信号源等力学、电学标准,全面地对疲劳试验机动态力校准装置的动态特性进行研究分析和评价,为改进校准方法、减小校准结果的不确定度提供了理论和试验依据。

该装置的成功研制,为疲劳试验机校准、检定和定型鉴定提供了高准确度的计量标准和科学合理的装置和方法。为航空航天、汽车、船舶、冶金、建筑等行业的材料可靠性与使用寿命测试提供了有力的技术支撑,并为材料计量提供了强有力的量值溯源保障,具有较大的社会效益和经济效益。

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