[科普中国]-疲劳试验机

定义

疲劳试验机特点是可以实现高负荷、高频率、低消耗，从而缩短试验时间，降低试验费用。

疲劳试验机用于进行测定金属、合金材料及其构件（如操作关节、固接件、螺旋运动件等）在室温状态下的拉伸、压缩或拉压交变负荷的疲劳特性、疲劳寿命、预制裂纹及裂纹扩展试验。高频疲劳试验机在配备相应试验夹具后，可进行正弦载荷下的三点弯曲试验、四点弯曲试验、薄板材拉伸试验、厚板材拉伸试验、强化钢条拉伸试验、链条拉伸试验、固接件试验、连杆试验、扭转疲劳试验、弯扭复合疲劳试验、交互弯曲疲劳试验、CT试验、CCT试验、齿轮疲劳试验等。1

试验方法疲劳试验是指通过金属材料实验测定金属材料的σ-1，绘制材料的S-N曲线，进而观察疲劳破坏现象和断口特征，进而学会对称循环下测定金属材料疲劳极限的方法。检测设备一般有疲劳试验机和游标卡尺。

在足够大的交变应力作用下，于金属构件外形突变或表面刻痕或内部缺陷等部位，都可能因较大的应力集中引发微观裂纹。分散的微观裂纹经过集结沟通将形成宏观裂纹。已形成的宏观裂纹逐渐缓慢地扩展，构件横截面逐步削弱，当达到一定限度时，构件会突然断裂。金属因交变应力引起的上述失效现象，称为金属的疲劳。静载下塑性性能很好的材料，当承受交变应力时，往往在应力低于屈服极限没有明显塑性变形的情况下，突然断裂。疲劳断口明显地分为两个区域：较为光滑的裂纹扩展区和较为粗糙的断裂区。裂纹形成后，交变应力使裂纹的两侧时而张开时而闭合，相互挤压反复研磨，光滑区就是这样形成的。载荷的间断和大小的变化，在光滑区留下多条裂纹前沿线。至于粗糙的断裂区，则是最后突然断裂形成的。统计数据表明，机械零件的失效，约有70%左右是疲劳引起的，而且造成的事故大多数是灾难性的。因此，通过实验研究金属材料抗疲劳的性能是有实际意义的。2

分类疲劳试验机根据试验频率可分为低频疲劳试验机、中频疲劳试验机、高频疲劳试验机、超高频疲劳试验机。频率低于30Hz的称为低频疲劳试验机，30-100Hz的称为中频疲劳试验机，100-300Hz的成为高频疲劳试验机，300Hz以上的成为超高频疲劳试验机。机械与液压式一般为低频，电机驱动一般为中频和低频，电磁谐振式为高频，气动式和声学式为超高频。

复合材料不可以用电磁式高频疲劳试验机进行疲劳试验，因为电磁式是采用电磁谐振原理驱动的，与试样的刚性有关，所以复合材料只能用电机驱动疲劳试验。3

工作原理高频疲劳试验机根据电磁谐振的原理工作，依靠电磁铁的震荡施加载荷，是载荷比较大20KN-300KN，频率80-250Hz测试时间短的首选。需要调频率，频率时固定几个档，根据使用客户的反馈，调频操作比较麻烦。

低频疲劳试验机根据电液伺服的原理工作，依靠液压作动缸的往复运动施加载荷，大载荷5KN-1000KN低频率0-10Hz的首选，一般建议在10Hz左右使用，更高的频率对于液压伺服阀、密封圈等等部件的摩擦损伤太大，后面的维护成本太高，不建议使用更高频率。如果不考虑维护成本，使用20Hz，30Hz也是可以的，只是液压疲劳试验机的寿命会受到重大的影响。

电机驱动疲劳试验机根据电场与磁场的关系，米力光国际贸易有限公司通过磁场的来回移动实现往复运动施加载荷，是小载荷20N-30KN，频率0-100Hz要求高的首选，频率随意可以设置。是小载荷，中频率的首选。

维护不过，同样是20KN的疲劳试验机系统，电机驱动疲劳试验机系统购买非常昂贵，但是液压疲劳试验机它有许多活动部件和密封件，维护费用高。另外，其能源成本也很高，因为泵必须连续运转，而且油被看作有害废料，一旦污染就必须更换。由于传动装置和/或伺服阀的密封件摩擦，分辨率和保真度可能受到限制，而且传动装置的活动质量非常高。在多轴应用时由于摩擦，传动装置的侧向负荷还会引起波形扭曲或密封件磨损

液压疲劳试验机需要定期停机做一些维护

1、定期更换油路滤芯，清理变质油
电液伺服压力试验机由于此次故障由液压油中金属污染造成，因此定期更换该系统油路中的滤芯，放掉滤油器中存油，可防止污物进入伺服阀，有效的防止故障发生，延长伺服阀的运行时间。
力矩马达和先导阀完全浸泡在与回油相通的油液里，位置又处于管道的盲端，所以该处的油液几乎不流动，易氧化变质，因此需定期放掉变质的液压油。
2、定期更换液压油，加强液压油的管理
液压油在长期工作中会氧化焦化，并且液压系统中的泵．阀、油缸等的磨损，会产生一些金属屑，它们会降低液压油的品质，造成故障。根据液压油使用周期和油品化验结果，要每10个月更换一次液压油，才能保证设备无计划外停机。
3、定期更换伺服阀
有些故障的直接原因为力矩马达被污染导致伺服阀动作不良，因此定期清洗、更换力矩马达和先导阀，防止污染，从而杜绝故障发生。伺服阀的装拆应在尽可能干净的环境中进行，操作时应先去掉接到伺服阀上的电气信号，再卸掉液压系统的压力，然后拆下伺服阀。在干净、相容的商用溶剂中清洗所有的零件，零件可以晾干或用软气管以洁净、干燥的空气吹干。清洗后的伺服阀，可以作为备件轮流使用，降低费用。

4、定期更换密封圈

定期检查主机和油源处是否有漏油的地方，如发现有漏油，应及时更换密封圈或组合垫。

5、定期更换滤芯

液压滤芯概述液压滤芯应用在液压系统中，用于滤除系统中的颗粒杂物及橡胶杂质，保证液压系统的清洁度，根据机器的使用情况及油的使用期限，定期更换吸油过滤器和滤芯。4

比较1、干净，不用担心漏油等现象。

2、稳定，不会因为阻力的变化影响设备运行的稳定性。

3、噪音低，传统的液压伺服必需把泵放的更远，以减少噪音。

4、安装维护简单方便，不用经常停机更换液压油等等工作，后续的电机维护成本几乎为零，但是液压伺服的设备，使用频率越高维护成本也越高，到了最后因无法忍受高额的维护成本而减少设备的使用。

5、省电无需水源，使用成本低，一般电机的功率只有几千瓦或几百瓦。

6、安全，不用担心高压油管长时间的使用，老化了高压油的泄漏而造成人身的安全影响。

7、使用寿命长，几乎免维护的电机可以长时间不间断的使用。4

发展趋势更加的人性化未来的疲劳试验机的发展是更加的人性化，从设备的构思到设计到生产到售卖再到我们用户手中，每一步都是依人性化为第一考虑点。可以更好的更加方便的被我们使用，比如，符合人体工程学的设备设计等等。

更加的智能化疲劳试验机在未来的发展中将会更加的智能化。比如，它可以智能的开机和智能的关机，以及智能的自动抓取试样，在试验的时候实时传送数据并比对数据，在做完试验后，又可以智能的取下试样保存试验数据并然后抓取另外一份要试样的样品。

更加的功能化试验机种类非常的多，但是一类试验机也只能做一类的试验，虽然市面上有万能试验机，可是它真的是万能的嘛，我看未必，所以在未来疲劳试验机的发展中，试验机功能也会实现整合，一台试验机可以做好几类的试验，真正的实现“万能”。科学技术的发展可以推动试验机的发展，疲劳试验机也将更加的人性化、智能化和功能化。5