低周疲劳实验检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-05-12  

低周疲劳实验检测是评估材料或构件在循环载荷作用下抗疲劳性能的核心手段,重点关注大应变幅值下的失效机制与寿命预测。其核心检测参数包括循环应力-应变响应、裂纹萌生周期及扩展速率等指标,需通过标准化试验流程与高精度设备实现数据采集。该检测适用于航空发动机叶片、核电站承压部件等关键工程领域的安全评估。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

低周疲劳实验的核心检测项目包含四大类:

循环应力-应变特性分析:记录材料在恒定应变幅值下的应力响应演化规律,建立滞后回线数据库

疲劳寿命曲线测定:通过不同应变幅值的试验数据绘制ε-N曲线(应变-寿命曲线),推导Coffin-Manson方程参数

裂纹扩展行为监测:采用直流电位法或数字图像相关技术(DIC)定量表征裂纹萌生点及扩展路径

微观组织演变研究:结合断口SEM分析和EBSD取向成像技术揭示循环软化/硬化机制

检测范围

本检测技术主要覆盖以下应用场景:

材料类别典型构件适用标准
高温合金涡轮盘/叶片ASTM E606/E606M
核电用钢反应堆压力容器ISO 12106
焊接接头管道连接部位BS 7270
钛合金航天紧固件GB/T 15248

特殊工况下的测试需求包括:高温(≤1200℃)环境模拟、腐蚀介质耦合加载以及多轴非比例加载条件。

检测方法

应变控制法

基于闭环伺服控制系统实现轴向应变幅值的精确控制(分辨率≤1με),采用三角波或梯形波加载波形时需保证应变速率恒定(通常设定在10-3-10-2/s量级)。数据采集系统应同步记录每个循环周期的最大/最小应力值。

断裂力学法

针对含预制裂纹试样(CT或SENB型),通过J积分理论计算裂纹尖端参量。试验过程中需满足平面应变条件(试样厚度≥2.5(KICys)2),采用降载勾线法确定da/dN曲线。

多轴疲劳试验

采用液压伺服作动筒实现拉-扭复合加载(相位差0°-180°可调),通过十字型试样设计保证应力状态均匀性。需使用六分量力传感器实时监测各向载荷分量。

检测仪器

电液伺服疲劳试验机

载荷容量:±250kN轴向力/±200Nm扭矩

动态精度:载荷控制精度±0.5%FS,位移分辨率0.1μm

高温装置:辐射加热炉最高温度可达1200℃,温控精度±2℃

非接触式应变测量系统

数字图像相关(DIC)系统:配备500万像素高速CMOS相机(采样率1000fps)

红外热像仪:温度灵敏度0.03℃,空间分辨率1280×1024像素

微观分析设备组

场发射扫描电镜(FE-SEM):二次电子分辨率1.0nm@15kV

电子背散射衍射仪(EBSD):取向成像速度≥3000点/秒

X射线残余应力分析仪:ψ角扫描范围±45°,测量深度可达50μm

环境模拟装置

腐蚀疲劳试验箱:可通入H2S/CO2/Cl-等腐蚀介质

真空环境舱:极限真空度5×10-3Pa,漏率≤1×10-9Pa·m3/s

注:所有设备均需定期进行计量溯源验证,力值传感器校准依据JJG 391-2009规程执行。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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