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島津超聲波疲勞試驗系統(tǒng)試驗原理

超聲波激勵的USF-2000A疲勞試驗機的加載原理同普通的疲勞有很大的不同，它是由壓電元件產生20 kHz的振動，將振動通過諧振腔放大再傳導至加工成特定尺寸形狀的試樣，試樣產生共振形成穩(wěn)定的駐波，不斷地收縮和伸長由此進行20 kHz的疲勞試驗。

下圖是不同頻率的試驗機完成固定周次的疲勞試驗所要花費的時間，可以看出：如106周次的試驗，普通試驗機20Hz的測試頻率需要十多個小時，300Hz測試頻率的疲勞試驗機需要1個小時；而107周次的試驗，20Hz測試頻率需要數(shù)百小時，300Hz測試頻率需要8-9個小時，而20 kHz幾分鐘即可完成；如109周次這種普通伺服疲勞試驗機很難完成的實驗，USF也僅需14個小時即可完成。

島津超聲波疲勞試驗系統(tǒng)優(yōu)點

01由于在共振狀態(tài)下進行試驗，可以產生高應力，能夠進行1000 MPa級的鋼材試驗。

02采用計算機設定和控制試驗，可在桌面上進行試驗。

03試驗設備的功耗小，節(jié)能環(huán)保經(jīng)濟。

04可以簡單地再現(xiàn)微小缺陷而產生的疲勞破壞。

05能以20kHz的重復頻率快速評價金屬材料的疲勞壽命,一般100Hz頻率下測試1010次循環(huán)試驗需要3.2年，使用本機進行試驗只需要6天。

另，由于USF-2000A的共振原理限制，其加載的正負比是-1，即平均應力為0。島津將單體超聲波疲勞試驗機USF-2000A和靜態(tài)試驗機AGX-V相結合，新開發(fā)了帶平均應力加載的超聲波疲勞試驗系統(tǒng)，可實現(xiàn)平均應力不為0的超高周疲勞試驗，為研究超高周疲勞狀態(tài)下的疲勞損傷機理和疲勞壽命行為提供了更可靠的測試方案。

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