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疲勞是指材料在重復(fù)或交變應(yīng)力作用下，所受應(yīng)力遠(yuǎn)小于其抗拉強(qiáng)度時(shí)，經(jīng)多次循環(huán)后，在無(wú)顯著外觀變形情況下而發(fā)生的斷裂現(xiàn)象。這種斷裂一旦發(fā)生，往往將導(dǎo)致災(zāi)難性的設(shè)備或人身傷亡事故。據(jù)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(jié)構(gòu)材料的疲勞破壞引起的。為保證產(chǎn)品、工程質(zhì)量和人身安全，相關(guān)行業(yè)主要通過(guò)疲勞試驗(yàn)機(jī)來(lái)測(cè)量試件材料的疲勞極限和疲勞壽命等性能指標(biāo)。

據(jù)課題負(fù)責(zé)人中國(guó)計(jì)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(yàn)機(jī)的一個(gè)主要性能指標(biāo)。目前，受技術(shù)水平和研究能力的限制，國(guó)內(nèi)對(duì)疲勞試驗(yàn)機(jī)檢定或校準(zhǔn)，通常只針對(duì)靜態(tài)力值，而無(wú)法對(duì)其動(dòng)態(tài)力值進(jìn)行準(zhǔn)確檢定和校準(zhǔn)。這種“靜標(biāo)動(dòng)用”的狀況，明顯降低了疲勞試驗(yàn)機(jī)動(dòng)態(tài)力值計(jì)量的準(zhǔn)確度，并增大了測(cè)量不確定度。此次研制的疲勞試驗(yàn)機(jī)動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)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(yàn)機(jī)動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝置，由電阻應(yīng)變式力傳感器及動(dòng)態(tài)應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)兩部分組成，靜態(tài)準(zhǔn)確度達(dá)到0.1級(jí)，在500Hz頻率范圍內(nèi)，歸一化動(dòng)態(tài)靈敏度優(yōu)于1%，實(shí)現(xiàn)了高準(zhǔn)確度的動(dòng)態(tài)力測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)裝置動(dòng)態(tài)特性測(cè)試、疲勞試驗(yàn)機(jī)動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)，其主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

該課題組還在理論和試驗(yàn)方法方面，開(kāi)展了大量創(chuàng)新性的研究工作，在國(guó)內(nèi)首次采用正弦力標(biāo)準(zhǔn)、沖擊力標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)交流信號(hào)源等力學(xué)、電學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，全面地對(duì)疲勞試驗(yàn)機(jī)動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)裝置的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究分析和評(píng)價(jià)，為改進(jìn)校準(zhǔn)方法、減小校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度提供了理論和試驗(yàn)依據(jù)。

該裝置的成功研制，為疲勞試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)、檢定和定型鑒定提供了高準(zhǔn)確度的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)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(cè)試提供了有力的技術(shù)支撐，并為材料計(jì)量提供了強(qiáng)有力的量值溯源保障，具有較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。《中國(guó)質(zhì)量報(bào)》