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机械和工程结构的设计,首先应当达到设计所要求的功能,即在规定的服役期(即设计寿命)内能安全、可靠地运行。同时,也要考虑结构的生产和运行具有经济性,即具有较长的服役寿命、低的设计与制造费用,以及较长的维修周期和低的维修费用。大型机器的制造和工程结构的建设耗资巨大。所以,这些机器和工程结构应当有很长的服役寿命。电液伺服疲劳试验机的应用前景是什么?

电液伺服疲劳试验机的应用前景


为保证机械和工程结构能安全可靠地运行,必须防止其零部件,尤其是重要零部件的疲劳失效。对材料疲劳失效的研究是材料科学研究的重要组成部分。在结构设计中,要进行疲劳寿命预测和结构的疲劳可靠性评估。研究疲劳失效的目的是防止材料和结构零部件的疲劳失效。因此,在工程应用中,疲劳研究的目的,或者说,疲劳研究所要解决的主要问题有三


(1)精确地预测结构的疲劳寿命,简称定寿。所谓疲劳寿命,是指材料和结构在外力的长期、重复作用下或在外力和环境因素的复合作用下,抵抗疲劳损伤和失效的能力,使结构的零部件在服役期限内安全、有效地运行。结构的寿命,实际上是结构的安全服役期限,或者说,结构在其服役期内不会发生疲劳断裂。精确地预测结构的疲劳寿命,是为了保障结构在服役期内的安全,避免巨大的财产以至生命的损失,避免对社会造成心理冲击。


(2)改善结构件的细节设计,优选材料和优化结构件的制造工艺,以延长材料和结构的疲劳寿命,简称延寿,为研制新的抗疲劳的材料提供理论指导。一座大型工程结构的建造,例如飞机、桥梁、船舶、电站等,要耗费大量的资源和费用,使用过程中还需要检测和维修。延寿的目的,既要延长结构的总寿命,也要延长结构的检修周期,以节约资源,降低建造和维修费用。延寿的技术和管理措施包括改进结构细节设计、提高材料的冶金质量、改善制造工艺以及采取相关的技术管理措施等。有关延寿的技术和管理措施,将在后续章节中做较详细的讨论。


(3)简化疲劳试验或缩短疲劳试验周期。众所周知,疲劳试验要耗费大量的人力、物力和财力;尤其是结构件以至全尺寸的结构在服役载荷下的疲劳试验,试验周期很长、耗费更加巨大。因此,疲劳研究的第三个重要的作用,是建立合理的结构的疲劳试验载荷谱,略去不造成材料疲劳损伤的小载荷,以简化结构件以至全尺寸的结构的疲劳试验、缩短疲劳试验周期,以节约人力、物力和财力。


实际上,在结构设计的初始阶段,就要根据结构的细节设计、服役载荷和环境,选用合适的材料和制造工艺(包括表面处理),并且考虑到经济而有效的延寿技术,进而预测结构的疲劳寿命,必要时还要进行验证性的疲劳试验叫。


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