D800疲勞試驗機是一種精密的科學工具,主要用于測定金屬及其合金材料(有時也包括橡膠、塑料、鋼材、螺絲、鋼筋、海綿、鋼索等其他材料)在室溫狀態下的拉伸、壓縮或拉、壓交變負荷的疲勞性能。不同類型的疲勞試驗機工作原理各異。例如,低頻疲勞試驗機主要基于電液伺服原理工作,通過液壓作動缸的往復運動施加載荷;而高頻疲勞試驗機則通常依賴電磁諧振原理,通過電磁鐵的震蕩施加載荷。電機驅動疲勞試驗機則是根據電場與磁場的關系,通過磁場的來回移動實現往復運動施加載荷。
1、加載系統(核心執行部件,施加循環載荷)
加載機構:根據試驗機類型(如拉壓疲勞、彎曲疲勞、扭轉疲勞)配置不同結構,主流為液壓驅動加載缸(適配高載荷場景,如10-1000kN)或伺服電機-滾珠絲杠機構(適配中小載荷、高頻次場景,如0.1-50kN)。
液壓加載缸:采用雙作用式設計,可輸出往復拉壓載荷,缸體材質為高強度合金鋼(如45#鋼調質處理),密封件選用耐高壓耐磨材質(如聚氨酯、氟橡膠),確保高壓下(如31.5MPa)無泄漏,適配長期循環加載(百萬次以上)。
伺服電機-滾珠絲杠:通過伺服電機驅動滾珠絲杠旋轉,將旋轉運動轉化為直線往復運動,加載精度高(載荷誤差≤±0.5%)、響應速度快(頻率可達100Hz以上),適合高頻疲勞測試(如汽車零部件高頻振動疲勞)。
載荷傳感器:串聯在加載路徑中,實時采集載荷信號,常見類型為應變片式拉力/壓力傳感器,量程與加載機構匹配(如100kN加載缸配100kN傳感器),精度等級達0.1級,確保循環載荷測量準確(波動≤±0.3%)。
2、傳動系統(動力傳遞與運動轉換)
液壓傳動(液壓式疲勞機):由液壓泵站、伺服閥、油管組成。
液壓泵站:提供高壓油源(壓力31.5-63MPa),配備變量柱塞泵(流量可調)、油箱(帶油溫控制),確保油液清潔度(NAS 8級以上),避免雜質磨損伺服閥。
伺服閥:核心控制元件(如電液伺服閥),接收控制系統信號,精確調節進入加載缸的油量與方向,實現載荷或位移的閉環控制,響應時間≤5ms,保證循環載荷的平穩性。
機械傳動(電機式疲勞機):由伺服電機、減速器、滾珠絲杠/凸輪機構組成。
伺服電機:多為永磁同步伺服電機,具備高扭矩、高轉速特性(如額定扭矩100N?m,轉速3000rpm),配合編碼器(分辨率17位以上)實現位置/速度精準控制。
減速器/凸輪:減速器(如行星減速器)降低轉速、增大扭矩,適配高載荷需求;凸輪機構多用于彎曲疲勞測試(如四點彎曲疲勞機),通過凸輪旋轉實現周期性彎曲載荷。
3、控制系統(整機控制核心,實現自動化測試)
硬件核心:包含工業控制器(PLC/嵌入式系統)、伺服驅動器、數據采集卡。
工業控制器:運行測試程序,解析用戶設置參數(如載荷幅值、頻率、循環次數),向伺服驅動器發送控制指令,同時接收測量系統反饋信號,實現閉環控制(載荷閉環、位移閉環或應變閉環)。
伺服驅動器:驅動加載系統的液壓伺服閥或伺服電機,將控制器信號轉化為執行機構動作,控制精度達0.1%FS(滿量程)。
軟件系統:具備可視化操作界面,支持功能包括:
測試參數設置:設定循環載荷類型(正弦波、方波、三角波)、頻率(0.01-100Hz)、循環次數(1-10?次)、加載方式(恒定載荷、程序載荷)。
實時監控:動態顯示載荷-時間曲線、位移-時間曲線,實時監測試樣狀態(如是否斷裂)。
數據處理:自動記錄疲勞壽命(如斷裂時的循環次數)、疲勞極限,生成測試報告(Excel/PDF格式),支持數據導出與追溯。
