疲勞試驗機發(fā)展趨勢

疲勞試驗機更加的人性化

未來的疲勞試驗機的發(fā)展是更加的人性化，從設(shè)備的構(gòu)思到設(shè)計到生產(chǎn)到售賣再到我們用戶手中，每一步都是依人性化為第一考慮點?？梢愿玫母臃奖愕谋晃覀兪褂?，比如，符合人體工程學(xué)的設(shè)備設(shè)計等等。

疲勞試驗機更加的智能化

疲勞試驗機在未來的發(fā)展中將會更加的智能化。比如，它可以智能的開機和智能的關(guān)機，以及智能的自動抓取試樣，在試驗的時候?qū)崟r傳送數(shù)據(jù)并比對數(shù)據(jù)，在做完試驗后，又可以智能的取下試樣保存試驗數(shù)據(jù)并然后抓取另外一份要試樣的樣品。

疲勞試驗機更加的功能化

試驗機種類非常的多，但是一類試驗機也只能做一類的試驗，雖然市面上有萬能試驗機，可是它真的是萬能的嘛，我看未必，所以在未來疲勞試驗機的發(fā)展中，試驗機功能也會實現(xiàn)整合，一臺試驗機可以做好幾類的試驗，真正的實現(xiàn)“萬能”?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展可以推動試驗機的發(fā)展，疲勞試驗機也將更加的人性化、智能化和功能化。

疲勞試驗機特點是可以實現(xiàn)高負荷、高頻率、低消耗，從而縮短試驗時間，降低試驗費用。

疲勞試驗機用于進行測定金屬、合金材料及其構(gòu)件（如操作關(guān)節(jié)、固接件、螺旋運動件等）在室溫狀態(tài)下的拉伸、壓縮或拉壓交變負荷的疲勞特性、疲勞壽命、預(yù)制裂紋及裂紋擴展試驗。高頻疲勞試驗機在配備相應(yīng)試驗夾具后，可進行正弦載荷下的三點彎曲試驗、四點彎曲試驗、薄板材拉伸試驗、厚板材拉伸試驗、強化鋼條拉伸試驗、鏈條拉伸試驗、固接件試驗、連桿試驗、扭轉(zhuǎn)疲勞試驗、彎扭復(fù)合疲勞試驗、交互彎曲疲勞試驗、CT試驗、CCT試驗、齒輪疲勞試驗等。

高頻疲勞試驗機根據(jù)電磁諧振的原理工作，依靠電磁鐵的震蕩施加載荷，是載荷比較大20KN-300KN，頻率80-250Hz測試時間短的首選。需要調(diào)頻率，頻率時固定幾個檔，根據(jù)使用客戶的反饋，調(diào)頻操作比較麻煩。

低頻疲勞試驗機根據(jù)電液伺服的原理工作，依靠液壓作動缸的往復(fù)運動施加載荷，大載荷5KN-1000KN低頻率0-10Hz的首選，一般建議在10Hz左右使用，更高的頻率對于液壓伺服閥、密封圈等等部件的摩擦損傷太大，后面的維護成本太高，不建議使用更高頻率。如果不考慮維護成本，使用20Hz，30Hz也是可以的，只是液壓疲勞試驗機的壽命會受到重大的影響。

電機驅(qū)動疲勞試驗機根據(jù)電場與磁場的關(guān)系，米力光國際貿(mào)易有限公司通過磁場的來回移動實現(xiàn)往復(fù)運動施加載荷，是小載荷20N-30KN，頻率0-100Hz要求高的首選，頻率隨意可以設(shè)置。是小載荷，中頻率的首選。

疲勞試驗機維護

不過，同樣是20KN的疲勞試驗機系統(tǒng)，電機驅(qū)動疲勞試驗機系統(tǒng)購買非常昂貴，但是液壓疲勞試驗機它有許多活動部件和密封件，維護費用高。另外，其能源成本也很高，因為泵必須連續(xù)運轉(zhuǎn)，而且油被看作有害廢料，一旦污染就必須更換。由于傳動裝置和/或伺服閥的密封件摩擦，分辨率和保真度可能受到限制，而且傳動裝置的活動質(zhì)量非常高。在多軸應(yīng)用時由于摩擦，傳動裝置的側(cè)向負荷還會引起波形扭曲或密封件磨損

液壓疲勞試驗機需要定期停機做一些維護

1、定期更換油路濾芯，清理變質(zhì)油

電液伺服壓力試驗機由于此次故障由液壓油中金屬污染造成，因此定期更換該系統(tǒng)油路中的濾芯，放掉濾油器中存油，可防止污物進入伺服閥，有效的防止故障發(fā)生，延長伺服閥的運行時間。

力矩馬達和先導(dǎo)閥完全浸泡在與回油相通的油液里，位置又處于管道的盲端，所以該處的油液幾乎不流動，易氧化變質(zhì)，因此需定期放掉變質(zhì)的液壓油。

2、定期更換液壓油，加強液壓油的管理

液壓油在長期工作中會氧化焦化，并且液壓系統(tǒng)中的泵．閥、油缸等的磨損，會產(chǎn)生一些金屬屑，它們會降低液壓油的品質(zhì)，造成故障。根據(jù)液壓油使用周期和油品化驗結(jié)果，要每10個月更換一次液壓油，才能保證設(shè)備無計劃外停機。

3、定期更換伺服閥

有些故障的直接原因為力矩馬達被污染導(dǎo)致伺服閥動作不良，因此定期清洗、更換力矩馬達和先導(dǎo)閥，防止污染，從而杜絕故障發(fā)生。伺服閥的裝拆應(yīng)在盡可能干凈的環(huán)境中進行，操作時應(yīng)先去掉接到伺服閥上的電氣信號，再卸掉液壓系統(tǒng)的壓力，然后拆下伺服閥。在干凈、相容的商用溶劑中清洗所有的零件，零件可以晾干或用軟氣管以潔凈、干燥的空氣吹干。清洗后的伺服閥，可以作為備件輪流使用，降低費用。

4、定期更換密封圈

定期檢查主機和油源處是否有漏油的地方，如發(fā)現(xiàn)有漏油，應(yīng)及時更換密封圈或組合墊。

5、定期更換濾芯

液壓濾芯概述液壓濾芯應(yīng)用在液壓系統(tǒng)中，用于濾除系統(tǒng)中的顆粒雜物及橡膠雜質(zhì)，保證液壓系統(tǒng)的清潔度，根據(jù)機器的使用情況及油的使用期限，定期更換吸油過濾器和濾芯。

疲勞試驗機比較

1、干凈，不用擔(dān)心漏油等現(xiàn)象。

2、穩(wěn)定，不會因為阻力的變化影響設(shè)備運行的穩(wěn)定性。

3、噪音低，傳統(tǒng)的液壓伺服必需把泵放的更遠，以減少噪音。

4、安裝維護簡單方便，不用經(jīng)常停機更換液壓油等等工作，后續(xù)的電機維護成本幾乎為零，但是液壓伺服的設(shè)備，使用頻率越高維護成本也越高，到了最后因無法忍受高額的維護成本而減少設(shè)備的使用。

5、省電無需水源，使用成本低，一般電機的功率只有幾千瓦或幾百瓦。

6、安全，不用擔(dān)心高壓油管長時間的使用，老化了高壓油的泄漏而造成人身的安全影響。

7、使用壽命長，幾乎免維護的電機可以長時間不間斷的使用。

疲勞試驗機根據(jù)試驗頻率可分為低頻疲勞試驗機、中頻疲勞試驗機、高頻疲勞試驗機、超高頻疲勞試驗機。頻率低于30Hz的稱為低頻疲勞試驗機，30-100Hz的稱為中頻疲勞試驗機，100-300Hz的成為高頻疲勞試驗機，300Hz以上的成為超高頻疲勞試驗機。機械與液壓式一般為低頻，電機驅(qū)動一般為中頻和低頻，電磁諧振式為高頻，氣動式和聲學(xué)式為超高頻。

復(fù)合材料不可以用電磁式高頻疲勞試驗機進行疲勞試驗，因為電磁式是采用電磁諧振原理驅(qū)動的，與試樣的剛性有關(guān)，所以復(fù)合材料只能用電機驅(qū)動疲勞試驗。

疲勞試驗是指通過金屬材料實驗測定金屬材料的σ-1，繪制材料的S-N曲線，進而觀察疲勞破壞現(xiàn)象和斷口特征，進而學(xué)會對稱循環(huán)下測定金屬材料疲勞極限的方法。檢測設(shè)備一般有疲勞試驗機和游標(biāo)卡尺。

在足夠大的交變應(yīng)力作用下，于金屬構(gòu)件外形突變或表面刻痕或內(nèi)部缺陷等部位，都可能因較大的應(yīng)力集中引發(fā)微觀裂紋。分散的微觀裂紋經(jīng)過集結(jié)溝通將形成宏觀裂紋。已形成的宏觀裂紋逐漸緩慢地擴展，構(gòu)件橫截面逐步削弱，當(dāng)達到一定限度時，構(gòu)件會突然斷裂。金屬因交變應(yīng)力引起的上述失效現(xiàn)象，稱為金屬的疲勞。靜載下塑性性能很好的材料，當(dāng)承受交變應(yīng)力時，往往在應(yīng)力低于屈服極限沒有明顯塑性變形的情況下，突然斷裂。疲勞斷口明顯地分為兩個區(qū)域：較為光滑的裂紋擴展區(qū)和較為粗糙的斷裂區(qū)。裂紋形成后，交變應(yīng)力使裂紋的兩側(cè)時而張開時而閉合，相互擠壓反復(fù)研磨，光滑區(qū)就是這樣形成的。載荷的間斷和大小的變化，在光滑區(qū)留下多條裂紋前沿線。至于粗糙的斷裂區(qū)，則是最后突然斷裂形成的。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，機械零件的失效，約有70%左右是疲勞引起的，而且造成的事故大多數(shù)是災(zāi)難性的。因此，通過實驗研究金屬材料抗疲勞的性能是有實際意義的。

疲勞試驗機按頻率分為低頻疲勞試驗機、中頻疲勞試驗機、高頻疲勞試驗機、超高頻疲勞試驗機。低頻低于30Hz的稱為低頻疲勞試驗機，30-100Hz的稱為中頻疲勞試驗機，100-300Hz的稱為高頻疲勞試驗機。300Hz以上的稱為超高頻疲勞試驗機。機械與液壓式一般為低頻，機電驅(qū)動為中頻和低頻，電磁諧振式為高頻，氣動式和聲學(xué)式為超高頻。

國外對高頻疲勞試驗機的研究開發(fā)相比國內(nèi)早很多，瑞士Amsler和英國Instron公司對高頻疲勞試驗機的研發(fā)比中國相對較早。而中國國內(nèi)對于高頻疲勞試驗機的研究相對滯后，主要的研究廠家為長春試驗機研究所和紅山試驗機廠兩家。在上世紀50年代末期，參考瑞士Amsler公司的10HFP422為主要的研究對象，對其進行學(xué)習(xí)、分析、研究，1968年末國內(nèi)參照英國Instron公司的許多產(chǎn)品，特別是英國公司的1603型機器，這種機型的技術(shù)對國內(nèi)的高頻試驗機的制造有著重大的影響，該機型主機結(jié)構(gòu)方面和電控單元在70年代時影響高頻疲勞試驗機的發(fā)展，所以國內(nèi)高頻疲勞試驗機在發(fā)展過程中又借鑒了許多Instron的新技術(shù)和Amslerd的機械單元和電控單元產(chǎn)品。

從疲勞試驗機的控制單元系統(tǒng)來看，國內(nèi)設(shè)計、制造的疲勞試驗機主要分為兩大類：第一類以線性掃頻幅度為控制單元系統(tǒng)（AMSLER公司主要機型多采用此種系統(tǒng)），第二類為PWM脈沖調(diào)寬型控制系統(tǒng)（INSTRON公司主要機型多采用此種結(jié)構(gòu)）。歸納總結(jié)我國研制的疲勞試驗機，國內(nèi)對于疲勞試驗機的控制系統(tǒng)主要借鑒國外技術(shù)。控制單元系統(tǒng)主要有：一是將線性掃頻幅度技術(shù)應(yīng)用到控制系統(tǒng)，這種控制技術(shù)原理主要是載荷傳感器的反饋與移相掃頻相結(jié)合的原理來控制起振相位，這種技術(shù)主要是借鑒于瑞士AMSLER公司的10HFP422型號的高頻疲勞試驗機的控制單元系統(tǒng)；二是將PWM脈沖調(diào)寬技術(shù)應(yīng)用到控制單元系統(tǒng)中，這種技術(shù)主要是借鑒于英國Instron公司高頻疲勞試驗機產(chǎn)品，經(jīng)國內(nèi)研發(fā)改進并應(yīng)用。

大型疲勞試驗機

電液疲勞大型試驗機

600KN－30000KN疲勞試驗機系統(tǒng)

6000KN－20MN拉扭疲勞試驗機系統(tǒng)

1、液壓侍服作動器

AG/AH 2-2000kN系列

用于靜態(tài)，準動態(tài)，動態(tài)和高性能試驗

這些作動器都可以雙向提供荷載，等面積結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生同等的軸向拉伸、壓縮作用力。作動器上裝備了高精度位移傳感器，適合多種試驗（從靜態(tài)到動態(tài)），有很好的抗疲勞可靠性，精確性和可重復(fù)性。這些作動器都是多用途的，可以普遍用于各種液壓伺服測試模式。

2、數(shù)字式多通道控制系統(tǒng)

型號：PCS 200 T

多通道控制系統(tǒng)用于靜態(tài)和動態(tài)測試，最多可以同時控制4個作動器，可以滿足各種高標(biāo)準要求的測試要求。

3、液壓能源組

型號：PAC/PAR

用于給各種液壓伺服測試系統(tǒng)提供液壓動力

標(biāo)準的能源組最大流量為500 L/min，如需要更大流量請和W B聯(lián)系。

配置：

動、靜態(tài)加載伺服加載系統(tǒng)及作動器；自動化控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；動靜態(tài)結(jié)構(gòu)實驗軟件包；可移動式加載架；剛性反力基座；液壓動力源；

備注： 備注：可以根據(jù)用戶的特殊要求對測試系統(tǒng)進行量身定做

根據(jù)疲勞試驗機的驅(qū)動方式和驅(qū)動單元的不同，可分為：電磁驅(qū)動型、電液伺服型、氣壓驅(qū)動型、杠桿、離心機構(gòu)驅(qū)動型、曲柄機構(gòu)驅(qū)動型等多種形式的疲勞試驗機。

其中，以電磁力為驅(qū)動單元的高頻疲勞試驗機的工作原理是利用系統(tǒng)的共振現(xiàn)象來工作的。電磁驅(qū)動疲勞試驗機的機械結(jié)構(gòu)是由機架、電磁振動器、振動彈簧、載荷傳感器、試件和配重質(zhì)量塊組成整機的振動系統(tǒng)。動力單元中有由電磁振動器提供振動動力源來提供激勵，形成振動源。若電磁振動器輸出的激振力的頻率相位值與整機系統(tǒng)的固有頻率相同，則整個振動系統(tǒng)產(chǎn)生共振，則配重質(zhì)量物體在整機上產(chǎn)生共振現(xiàn)象，輸出的慣性力往復(fù)作用于被測試試件上，以此完成疲勞測試。

電液伺服型疲勞試驗機是以恒壓伺服液壓泵站作為動力源來對試件進行加載。氣壓驅(qū)動型疲勞試驗機是以恒壓伺服氣壓泵站作為動力源來對試件進行加載。杠桿、離心機構(gòu)驅(qū)動型和曲柄機構(gòu)驅(qū)動型疲勞試驗機依靠機械結(jié)構(gòu)的直線行程來構(gòu)成機器的動力源。