1.一种谐振式疲劳试验机平均载荷加载误差补偿方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
1)对谐振式疲劳试验机振动系统进行结构分析,建立三自由度有阻尼振动力学模型、试件夹具连接模型以及静态载荷加载系统力学模型,求解其运动微分方程,由此得到系统各参振质量块的位移表达式,通过分析得到平均载荷加载误差的理论表达式,进一步分析得到影响平均载荷加载误差的相关因素;
2)根据谐振式疲劳试验机的实际工作情况,确定影响平均载荷加载误差的主要因素;
3)加工不同裂纹长度的一系列CT试件,在设定位置贴好电阻应变片制成试件应变片传感器;
4)取一裂纹长度已知的试件应变片传感器,上端与试验机夹具连接,下端与标准测力传感器连接,施加静载,用标准测力传感器对其进行静态标定,然后更换不同裂纹长度的试件应变片传感器分别进行标定;
5)标定结束,拆下标准测力传感器,将贴有电阻应变片的试件安装在疲劳试验机上,系统起振后,将采集到的电压读取相应的静态标定文件,经过线性插值得到试件实际所受平均载荷,测力传感器测得平均载荷,两者之差即为平均载荷加载误差,并记录对应裂纹长度;
6)计算平均载荷加载误差,得到误差与裂纹长度关系曲线;
7)将计算得到的平均载荷加载误差值补偿到对应的平均载荷测量值上,得到补偿后的平均载荷。
2.如权利要求1所述的一种谐振式疲劳试验机平均载荷加载误差补偿方法,其特征在于:所述步骤2)中,由平均载荷加载误差的理论表达式可知,影响平均载荷加载误差的因素包括试件刚度、测力传感器刚度、销轴与试件及销轴与夹具之间的接触刚度,而试件刚度会随裂纹不断扩展发生变化,接触刚度会随载荷不断变化而发生改变,故确定试件刚度及接触刚度为主要因素。
3.如权利要求1或2所述的一种谐振式疲劳试验机平均载荷加载误差补偿方法,其特征在于:所述步骤3)中,所述CT试件为紧凑拉伸标准试件,在其裂纹尖端3mm处采用正反两面贴片方式粘贴,并连接成全桥电路。
4.如权利要求1或2所述的的一种谐振式疲劳试验机平均载荷加载误差补偿方法,其特征在于:所述步骤4)中,试件应变片传感器的标定方法步骤如下:(4.1)将试件应变片传感器装夹在疲劳试验机上,保证试件对中并在试验过程中保持位置不变;
(4.2)确定量程,分别对试件应变片传感器施加相应静态载荷,从标准测力传感器读取力值,之后读取试件应变片传感器电压示值,建立起传感器电压与力值一一对应关系,并存储相关数据;
(4.3)通过分段线性插值算法计算标定曲线的斜率和截距,并将数据进行存储,即完成了对试件应变片传感器的静态标定过程;
(4.4)更换不同裂纹长度试件应变片传感器,重复步骤(4.2)至(4.3),完成标定过程。
5.如权利要求1或2所述的一种谐振式疲劳试验机平均载荷加载误差补偿方法,其特征在于:所述步骤5)中,标定后传感器输出的电压信号已转换为载荷信号,计算试件应变片传感器输出的平均载荷值以及测力传感器测得的平均载荷值。
6.如权利要求1或2所述的一种谐振式疲劳试验机平均载荷加载误差补偿方法,其特征在于:所述步骤5)中,运用基于Labview平台的软件实现线性插值获得传感器平均载荷幅值。