在裝備、軌道交通、航空航天等關(guān)鍵領(lǐng)域,國產(chǎn)疲勞試驗機正逐步打破國外壟斷,成為評估材料與結(jié)構(gòu)在交變載荷下耐久性能的核心裝備。其不僅能模擬數(shù)萬至數(shù)百萬次的循環(huán)應(yīng)力,還能精準捕捉裂紋萌生與擴展過程。這一強大能力,源于其精密集成的機械、液壓、傳感與控制系統(tǒng)。深入理解
國產(chǎn)疲勞試驗機各組成部件的功能與技術(shù)特點,是高效、安全使用設(shè)備的基礎(chǔ)。

1、主機框架
采用整體鑄造或焊接鋼結(jié)構(gòu),經(jīng)退火消除內(nèi)應(yīng)力,剛度高、變形小。雙立柱或四立柱對稱布局,確保加載過程中力流均勻,有效抑制偏載。部分機型引入有限元優(yōu)化設(shè)計,整機剛度可達10?N/m以上,保障高周疲勞測試的穩(wěn)定性。
2、伺服液壓系統(tǒng)
由伺服閥、作動器(油缸)、高壓油源及蓄能器組成。伺服閥響應(yīng)頻率高(≥100Hz),可精確控制油液流向與流量;作動器行程大(±50mm至±250mm)、推力強(5kN-1000kN),支持正弦、三角、方波等多種波形輸出。國產(chǎn)系統(tǒng)已實現(xiàn)壓力波動≤±0.5%,滿足ISO1099標準要求。
3、力與位移傳感器
負荷傳感器:采用高精度應(yīng)變片式設(shè)計,精度達±0.5%FS,內(nèi)置溫度補償,抗側(cè)向力干擾;
位移傳感器(LVDT):非接觸式測量作動器行程,分辨率0.1μm,用于低周疲勞的應(yīng)變控制;
部分機型集成引伸計接口,實現(xiàn)試樣局部應(yīng)變精準監(jiān)測。
4、夾具系統(tǒng)
包括楔形夾具、液壓夾緊裝置、對中調(diào)節(jié)機構(gòu)等。國產(chǎn)夾具普遍采用合金鋼調(diào)質(zhì)處理,表面硬化,耐磨防滑。關(guān)鍵創(chuàng)新在于自動對中功能,通過球鉸或浮動結(jié)構(gòu)補償安裝誤差,確保試樣軸向受力,避免彎曲應(yīng)力引入。
5、控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
基于工業(yè)計算機與實時操作系統(tǒng),支持力控、位移控、應(yīng)變控三種閉環(huán)模式。軟件界面符合GB/T3075、ASTME466等標準,可自動生成S-N曲線、剛度衰減圖及疲勞壽命預(yù)測。國產(chǎn)系統(tǒng)已實現(xiàn)采樣頻率≥10kHz,數(shù)據(jù)同步精度達微秒級。
6、安全與輔助系統(tǒng)
配備多重保護:急停按鈕、超載保護、油溫/油壓監(jiān)控、防護門聯(lián)鎖等。冷卻系統(tǒng)防止液壓油過熱;減振地基降低噪音與振動傳遞;部分機型集成裂紋監(jiān)測攝像頭或聲發(fā)射接口,實現(xiàn)智能停機。