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申请/专利权人：华中科技大学
摘要：本发明公开了一种渐变平面的平板型超高周疲劳试件及其设计和测试方法。该设计方法包括：设计含等截面段的平板型试件，从中心向两侧依次包括高度相等的试验区段、变截面段和谐振区段；变截面段的前后端面为对称的弧面，在试验区段和变截面段的上下端面分别向内切出对称的圆弧段，得到目标试件；利用理论解分析获取与目标轴向振型固有频率对应的初步试件尺寸，利用有限元软件对谐振区段的谐振长度进行调整以使目标试件的轴向振型固有频率与试验的目标频率的差值在预设范围内。本发明得到具有渐变平面的平板型试件，在其固有频率满足要求的前提下获得良好的平面观测面，更有利于研究超高周裂纹萌生和扩展机制，定量表征产生于断口的失效特征。
主权项：1.一种渐变平面的平板型超高周疲劳试件的设计方法，其特征在于，包括：S1，设计平板型试件；其中，所述平板型试件的固有频率与试验机的目标频率的差值在预设范围内；所述平板型试件为中心对称结构，从中心向两侧包括依次连接且高度相等的试验区段、变截面段和谐振区段，试验区段和谐振区段为长方体，且谐振区段的宽度大于试验区段，变截面段的侧面为第一弧面，且分别与谐振区段的侧面相接，并与试验区的侧面相切；所述侧面为以宽度所在方向为法向的面；谐振区段的初始谐振长度l3满足平板型试件谐振长度的理论解： 其中，l1为试验区段的试验长度，l2为变截面段的变截面长度，ω为试件振动的频率，ω＝2πf,c为弹性波在材料中的传播速度，Ed和ρ分别为试件材料的动弹性模量和材料密度，参数α为变截面指数函数的参数，其中，d为谐振区段的宽度，T1为试验区段的宽度；S2，在所述试验区段和变截面段共同组成的段的上下端面分别内切出对称的第二弧面，共2个弧面；以使所述试验区段的截面面积减小，得到目标试件；所述上下端面为以高度所在方向为法向的面；S3，在平板型试件谐振长度的理论解l3的基础上，利用有限元软件分析获取目标试件的轴向振型固有频率，根据轴向振型固有频率对谐振区段的谐振长度进行调整以使目标试件的轴向振型固有频率与试验机的目标频率的差值在预设范围内，反馈调节初始谐振长度l3，得到目标谐振长度l′3。
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百度查询： 华中科技大学 渐变平面的平板型超高周疲劳试件及其设计和测试方法
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