我國成功研制疲勞試驗機動(dòng)態(tài)力校準裝置

日前，由中國計量科學(xué)研究院自主研制的疲勞試驗機動(dòng)態(tài)力校準裝置通過(guò)鑒定。經(jīng)鑒定，該裝置主要技術(shù)指標達到國際先進(jìn)水平，并填補了國內疲勞試驗機動(dòng)態(tài)力校準方法研究方面的空白。

疲勞是指材料在重復或交變應力作用下，所受應力遠小于其抗拉強度時(shí)，經(jīng)多次循環(huán)后，在無(wú)顯著(zhù)外觀(guān)變形情況下而發(fā)生的斷裂現象。這種斷裂一旦發(fā)生，往往將導致災難性的設備或人身傷亡事故。據了解，汽車(chē)零部件的破壞中85%由疲勞引起的，航空工程中有60%~80%的斷裂是由結構材料的疲勞破壞引起的。為保證產(chǎn)品、工程質(zhì)量和人身，相關(guān)行業(yè)主要通過(guò)疲勞試驗機來(lái)測量試件材料的疲勞極限和疲勞壽命等性能指標。

據課題負責人中國計量科學(xué)研究院副研究員胡剛介紹，動(dòng)態(tài)力值誤差是疲勞試驗機的一個(gè)主要性能指標。目前，受技術(shù)水平和研究能力的限制，國內對疲勞試驗機檢定或校準，通常只針對靜態(tài)力值，而無(wú)法對其動(dòng)態(tài)力值進(jìn)行準確檢定和校準。這種“靜標動(dòng)用”的狀況，明顯降低了疲勞試驗機動(dòng)態(tài)力值計量的準確度，并增大了測量不確定度。此次研制的疲勞試驗機動(dòng)態(tài)力校準裝置及其研究方法就成功解決了這一難題。

胡剛介紹，此套疲勞試驗機動(dòng)態(tài)力校準裝置，由電阻應變式力傳感器及動(dòng)態(tài)應變信號數據采集系統兩部分組成，靜態(tài)準確度達到0.1級，在500Hz頻率范圍內，歸一化動(dòng)態(tài)靈敏度優(yōu)于1%，實(shí)現了高準確度的動(dòng)態(tài)力測量，可以實(shí)現校準裝置動(dòng)態(tài)特性測試、疲勞試驗機動(dòng)態(tài)力校準，其主要技術(shù)指標達到國際先進(jìn)水平。

該課題組還在理論和試驗方法方面，開(kāi)展了大量創(chuàng )新性的研究工作，在國內采用正弦力標準、沖擊力標準和標準交流信號源等力學(xué)、電學(xué)標準，全面地對疲勞試驗機動(dòng)態(tài)力校準裝置的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究分析和評價(jià)，為改進(jìn)校準方法、減小校準結果的不確定度提供了理論和試驗依據。

該裝置的成功研制，為疲勞試驗機校準、檢定和定型鑒定提供了高準確度的計量標準和科學(xué)合理的裝置和方法。為航空航天、汽車(chē)、船舶、冶金、建筑等行業(yè)的材料可靠性與使用壽命測試提供了有力的技術(shù)支撐，并為材料計量提供了強有力的量值溯源，具有較大的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。