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。
D800疲勞試驗機的操作需嚴格遵循“前期準備→試樣安裝→參數設置→測試運行→數據處理”的流程,核心是確保試樣裝夾精準、參數設置匹配測試需求,同時做好安全防護,避免設備損壞或人員風險。
一、操作前準備:確保設備與環境就緒
1.設備與試樣檢查
設備狀態確認:接通試驗機總電源,啟動控制系統,檢查設備各部件(加載缸、伺服電機、夾具)是否無異常卡頓;查看液壓油位(液壓式機型)、潤滑油量(機械傳動部位)是否在標準范圍,油溫是否正常(30-50℃);測試急停按鈕、過載保護功能是否有效(按急停按鈕,設備應立即斷電)。
試樣準備與核對:根據測試標準(如GB/T 30767、ISO 13003)準備試樣,確認試樣材質、尺寸(如直徑、長度)符合測試方案;用砂紙清理試樣表面油污、毛刺(避免裝夾打滑或應力集中),若為高溫疲勞測試,需提前檢查試樣表面應變片(若粘貼)是否完好、熱電偶是否能正常測溫。
2.安全與工具準備
安全防護:操作人員穿戴安全帽、防滑勞保鞋,若涉及高溫測試需加穿耐高溫手套;清理設備周圍雜物,劃定測試安全區域(距離設備1米以上),禁止無關人員進入。
工具準備:準備試樣裝夾工具(如扳手、內六角螺絲刀)、卡尺(復核試樣尺寸)、記錄本(記錄測試參數與異常情況),若需測量應變,提前連接應變儀并校準。
二、試樣裝夾:確保同軸度與夾持牢固
1.夾具調整與試樣安裝
夾具選型與調整:根據試樣類型(如棒材、板材)安裝對應夾具(拉壓夾具、彎曲夾具等),通過設備的調整機構(如升降臺、平移臺)校準夾具中心,確保上下夾具(或壓頭與支座)同軸對齊(用直角尺或激光對中儀檢查,同軸度偏差≤0.05mm/m)。
試樣裝夾:將試樣緩慢放入夾具,手動預緊夾具(液壓式夾具先開啟低壓夾緊,機械夾具用扳手初步擰緊);用卡尺測量試樣裝夾后露出的長度,確保兩側對稱(如拉壓試樣兩端露出夾具長度差≤1mm),避免附加彎矩;最終夾緊時,液壓式夾具逐步升壓至設定夾持力(通常為加載載荷的1.2-1.5倍),機械夾具用扭矩扳手按標準扭矩緊固(如M10螺栓扭矩15-20N?m)。
2.測量系統連接(按需操作)
若需監測應變,將試樣表面的應變片引線連接至應變儀,開啟應變儀校準(輸入標準應變值,確認讀數準確);若為高溫疲勞測試,將熱電偶固定在試樣測試區域(用高溫膠粘貼或金屬卡箍固定),連接溫控系統,預調高溫爐溫度至測試起始溫度(如200℃),保溫10分鐘確保溫度穩定。
三、參數設置:匹配測試需求與標準
1.基礎測試參數設置(通過控制系統軟件操作)
測試類型與載荷模式:選擇測試類型(如拉壓疲勞、彎曲疲勞),設置載荷模式(恒定振幅、程序載荷)與波形(正弦波、方波,常規金屬疲勞多為正弦波);輸入載荷參數,如最大載荷(Pmax)、最小載荷(Pmin)(或載荷比R=Pmin/Pmax,通常R=-1、0.1、0.5等),確保載荷值不超過設備額定載荷的80%(避免過載)。
頻率與循環次數:設置測試頻率(根據試樣剛度與設備能力,液壓式機型通常0.01-50Hz,電機式機型可達100Hz),頻率需避開設備共振頻率(設備說明書會標注,如15-20Hz);輸入目標循環次數(如10?次,若需測試至試樣斷裂,設置“斷裂停機”模式,通過位移突變或載荷下降判斷斷裂)。
2.安全與輔助參數設置
安全閾值設置:設定過載保護值(通常為額定載荷的110%)、過位移保護值(加載缸最大行程的90%);高溫測試需設置溫度保護(如超溫50℃自動停機),應變測試需設置應變上限(避免試樣提前斷裂)。
數據采集設置:設置采樣間隔(如每100次循環采集1組載荷、位移、應變數據,高頻測試可縮短至每10次循環1組),選擇數據存儲路徑(本地硬盤或U盤),勾選需記錄的參數(如循環次數、最大載荷、應變峰值)。
四、測試運行:實時監控與異常處理
1.預運行與調試
點擊控制系統“預運行”按鈕,讓設備按設定參數運行10-20個循環,觀察載荷-時間曲線、位移-時間曲線是否平穩(無明顯波動);檢查試樣裝夾是否松動(用手輕觸試樣,無位移)、熱電偶/應變片是否接觸良好(讀數無跳變);若曲線異常(如載荷波動超±1%),停機調整夾具同軸度或重新裝夾試樣。
2.正式測試與實時監控
確認預運行正常后,點擊“正式測試”,設備開始自動運行;操作人員需在操作臺旁實時監控,重點關注:
載荷與位移數據:是否穩定在設定范圍,無突然增大/減小(若出現,可能是試樣打滑或夾具松動,需停機檢查);
設備聲音與振動:是否有異響(如金屬摩擦聲,可能是運動部件卡滯)、振動過大(振動速度超2mm/s,需停機檢查減震基礎);
安全保護:若觸發過載、過位移或超溫保護,設備會自動停機,需排查原因(如試樣變形過大、溫度失控)后,方可重新啟動。
五、測試結束:數據處理與設備復位
1.測試終止與試樣處理
若試樣斷裂(設備檢測到載荷驟降或位移突變),測試自動終止;若未斷裂但達到目標循環次數,手動點擊“停止測試”;待設備完q停止后(加載缸復位、電機停轉),松開夾具,取下試樣,觀察試樣斷裂位置(應在有效測試段,若在夾具附近,需分析裝夾問題),記錄斷裂形貌(如脆性斷裂、韌性斷裂)。
2.數據處理與報告生成
進入控制系統數據處理模塊,調用測試數據,生成載荷-循環次數(S-N)曲線、應變-時間曲線;計算疲勞壽命(斷裂時的循環次數)、疲勞極限(若進行多組不同載荷測試),核對數據是否符合測試標準(如誤差≤5%);導出數據至Excel/PDF,生成測試報告,記錄測試日期、設備編號、試樣信息、參數設置與結果,歸檔保存。
3.設備復位與清潔
關閉控制系統軟件,斷開設備總電源;清理夾具表面的試樣碎屑、油污(用棉布擦拭,液壓夾具需檢查密封件有無損壞);補充液壓油(若油位下降)、潤滑油(機械傳動部位);整理測試工具與試樣,保持設備周圍環境整潔。
