一种基于镁合金电子束焊接试样疲劳裂纹扩展的分析方法
专利汇可以提供一种基于镁合金电子束焊接试样疲劳裂纹扩展的分析方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于镁 合金 电子 束 焊接 试样疲劳裂纹扩展的分析方法，属于镁合金材料 力 学性能的技术领域，其特征在于是一种针对含预制裂纹镁合金在疲劳 载荷 作用下试件扩展的过程，由于弹塑性 变形 作用使得试件内能升高，最终伴随着裂纹扩展释放 能量 ，得到试件内部声发射 信号 与循环次数关系曲线；通过分析曲线形状特征，确定疲劳试件的扩展情况，进而求得镁合金进入失稳扩展阶段的临界值，该方法无需实验人员对试件一直观察，具有方便、快捷、准确等优点。，下面是一种基于镁合金电子束焊接试样疲劳裂纹扩展的分析方法专利的具体信息内容。
1.一种基于镁合金电子束焊接试样疲劳裂纹扩展的分析方法，其特征在于，是一种借助于DS5系列全信息声发射信号分析仪，通过采集镁合金材料内部变形时释放的能量声音信号来预测并判断试样疲劳裂纹扩展速率阶段的方法，该方法是在声发射分析试验系统上进行，其声发射分析试验系统由疲劳裂纹扩展试验机(1)、声发射分析仪(4)和控制系统(6)组成，声发射分析仪系统为立式，在疲劳裂纹扩展试验机(1)的卡具(2)上装卡表面以预制的裂纹为起点，并垂直于裂纹扩展方向画30条间隔为1mm的平行线，用以观察裂纹扩展长度；在疲劳试件表面粘有声发射分析仪探头(5)，调节控制系统(6)开始疲劳加载，由控制系 统(6)得到疲劳裂纹扩展试验数据，声发射分析仪(4)得到镁合金疲劳试件裂纹扩展过程中声音信号和载荷循环次数图像，数据处理系统(7)对得到的疲劳过程中的声波回放得到参数进行处理，具体步骤如下：
使用的化学物质材料为：镁合金板、乙醇、胶水，自动铅笔、砂纸，其准备用量如下：以毫米、毫升为计量单位
镁合金板：AZ31B 300 mm×300 mm×10 mm 4块
胶水：Instant Adhesive Scotch-Weld 28.3 g 1张
乙醇：C2H5OH 500 mL±10 mL
砂纸：SiC 800目276 mm×0.5 mm×230 mm 2张
砂纸：SiC 1000目276 mm×0.5 mm×230 mm 2张
砂纸：SiC 1500目276 mm×0.5 mm×230 mm 2张
1)试件加工及准备
①采用线切割方法将镁合金板加工为国标规定的疲劳裂纹扩展试件，使得在疲劳加载过程中试件受到对称分布的应力作用；
②用砂纸打磨疲劳试件，使试件表面及线切割加工面光滑, 要求试件正反面及线切割加工面的粗糙度达Ra=0.32-0.63μm；
③用乙醇擦洗疲劳试件，使试件表面洁净；
④在疲劳试件表面以预制的裂纹为起点，并垂直于裂纹扩展方向画30条间隔为1mm的平行线，用以观察裂纹扩展长度；
2)加载试件及采集声信号
调整好疲劳裂纹扩展试验参数，循环特征系数为0.1，谐振频率为20 Hz，开始将疲劳试件加载在疲劳裂纹扩展试验机上，同时将声发射分析仪的探头置于试件表面，调节声发射分析仪采集设置参数，保证疲劳裂纹扩展试验过程中采集的声音准确可靠；
3)疲劳裂纹扩展试验
对待测试件在不同应力水平下进行循环加载，同时使用声发射分析仪对试件裂纹扩展过程中声音信号进行监测，采集试件裂纹扩展过程中声音信号特征数据及图像；
4)数据处理及分析
①分析声发射分析仪测得的试验结果，提取试件在疲劳载荷作用下的撞击数-循环次数关系数据、波形图像；
②绘制疲劳试件da/dN-ΔK曲线，根据曲线中拐点可以将裂纹扩展阶段分为不同阶段；
沿载荷循环次数在步骤①获得的声波图上提取撞击数数据，得到dc/dN-ΔK曲线；
③根据裂纹扩展过程中声音信号与循环次数关系曲线的形状，确定试件进入失稳扩展阶段的时间：
步骤②中获得的试件裂纹扩展过程中声音信号与循环次数关系曲线在不同应力水平下呈现相一致的规律：a.直线分为两个阶段，撞击数随循环次数的增加呈稳定线性增加，此时试件内部发生变形，外部表现为裂纹长度的稳定增加；b. 曲线出现明显的锯齿状波动平台，此时试件内部损伤机理发生部分变化，直至达到裂纹失稳扩展门槛值后，裂纹快速撕裂，同时伴随着高能量的释放，即撞击数迅速增大直至试件失效；
④当试件裂纹快速撕裂时，步骤②中获得的裂纹扩展过程中声音信号与载荷循环次数关系曲线会出现明显的变化；分别对出现转折的曲线的两段取双对数，得到的曲线中波动后的转折点即为该镁合金失稳扩展的临界值；
镁合金在受到疲劳载荷时，外部施加的机械功会转化为其内部的能量，从而导致试件内能升高；当内能高于试样所能承受而开始变形的时候，其内部的能量会向周围释放，其中一种能量形式就是声波，变形越严重，释放的声波也越大，所以，镁合金的波形图在疲劳载荷下会随着扩展阶段逐步上升；当进入失稳扩展扩展阶段时，镁合金的声波幅度就会发生迅速上升，可以达到稳定扩展阶段的十几倍甚至几十倍；
由于疲劳试件形状具有对称性，所以试件始终受到两边对称的拉力；其中在载荷逐渐增大的情况下，疲劳试件扩展速度也逐渐加快，声波的幅度也发生相应的变化；当施加的循环载荷大于金属材料的承受极限时，材料内部发生塑性变形并释放声波，并且裂纹越长释放的声发射信号越强烈；当裂纹扩展长度超过失稳阶段的临界值时，材料迅速断裂并伴随释放大量的声发射信号；
通过本发明中提出的方法得到的声波撞击数与载荷循环次数关系曲线，在特定的循环次数下出现相应的撞击数；通过分析曲线形状特征，便可以准确的判断疲劳试件的受损情况，进而求得镁合金的裂纹扩展临界值，并判断裂纹扩展阶段；采用本发明提出的镁合金疲劳裂纹扩展性能快速分析方法比常规疲劳试验更加精确，因此很大程度上节省了试验时间和试验材料，具有明显的先进性。
2.如权利要求1所述的一种基于镁合金电子束焊接试样疲劳裂纹扩展的分析方法，其特征在于，所述的镁合金疲劳试件采用国家标准规定的疲劳裂纹扩展试验方法。
一种基于镁合金电子束焊接试样疲劳裂纹扩展的分析方法
技术领域
背景技术
发明内容
附图说明
具体实施方式
0.63μm；试件表面以预制的裂纹为起点，并垂直于裂纹扩展方向画30条间隔为1mm的平行线，用以观察裂纹扩展长度；疲劳实验设备为低频拉压疲劳裂纹扩展试验机。疲劳载荷为拉-拉载荷，循环特征系数为0.1，振动频率为20Hz；实验过程中用声发射分析仪对试件裂纹扩展过程中释放的声音信号进行采集，声发射分析仪采集声音信号的时间精度为μs，镁合金疲劳声发射监测试验系统如图2所示。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种主动搜索定位化学气体泄漏点的方法和设备 | 2020-05-08 | 324 |
| 一种基于区块链的防伪标签的防伪方法、设备及存储介质 | 2020-05-11 | 120 |
| 一种基于区块链的农作物溯源的方法及系统 | 2020-05-08 | 727 |
| 基于无线远程控制的污水处理系统 | 2020-05-13 | 119 |
| 从研究文献中提取天然产物数据信息的方法及系统 | 2020-05-13 | 694 |
| 传感器启用抽油烟机系统和方法 | 2020-05-13 | 485 |
| 一种渔场环境数据采集与监测系统 | 2020-05-11 | 726 |
| 一种基于γ-H2AX的生物标志物遗传毒性检测方法 | 2020-05-12 | 237 |
| 残余物检测系统 | 2020-05-12 | 772 |
| 疫苗溯源及监测系统及方法 | 2020-05-11 | 129 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
