不锈钢焊接制品的共振疲劳测试方法(中)

不锈钢焊接制品的共振疲劳测试包括通过向一端施加旋转的径向力来激励接近其第一振动模式的测试样本。在试样中产生弯曲力矩，试样绕管轴旋转，导致试样中的所有纵向纤维在激振力旋转一周期间经历相同的弯曲力矩（图1）。样品在第一种模式下振动，因此在样品长度上有两个位置没有偏转。在这些节点上支持标本。

图1显示了共振疲劳测试原理（二维）。实际上，旋压力使试样在圆形轨道上进动。

沿试件长度方向，弯曲力矩在试件中间部分最大，试件端部衰减到零，如图2所示。

图2具有圆形横截面的共振疲劳试样的弯曲应力（或者弯矩）分布。

试样的共振频率取决于试样的质量和刚度，因此也取决于试验管道的外径和壁厚。选择样品长度使其具有大约30Hz的谐振频率。在这个频率下，每24小时对试样施加大约250万次的循环。TWI的谐振试验机可以容纳外径在8in到36in之间的管子。通常情况下，外径8英寸的试样长约4.5米，外径36英寸的试样长约10.5米（图3）。

图3 TWI公司共振疲劳试验机中的四台，可以测试直径从8in到24in不等的管道。

测试运行在谐振频率以下，从而可以小心地控制施加的应力范围（图4）。通过改变激励力的旋转速度（其实际上通过改变电动机速度来实现），可以控制偏转并因此控制应变范围。