疲勞試驗機

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

疲勞試驗機用於進行測定金屬、合金材料及其構件（如操作關節、固接件、螺旋運動件等）在室温狀態下的拉伸、壓縮或拉壓交變負荷的疲勞特性、疲勞壽命、預製裂紋及裂紋擴展試驗。高頻疲勞試驗機在配備相應試驗夾具後，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、扭轉疲勞試驗、彎扭複合疲勞試驗、交互彎曲疲勞試驗、CT試驗、CCT試驗、齒輪疲勞試驗等。 ^[1] 

疲勞試驗是指通過金屬材料實驗測定金屬材料的σ-1，繪製材料的S-N曲線，進而觀察疲勞破壞現象和斷口特徵，進而學會對稱循環下測定金屬材料疲勞極限的方法。檢測設備一般有疲勞試驗機和遊標卡尺。

在足夠大的交變應力作用下，於金屬構件外形突變或表面刻痕或內部缺陷等部位，都可能因較大的應力集中引發微觀裂紋。分散的微觀裂紋經過集結溝通將形成宏觀裂紋。已形成的宏觀裂紋逐漸緩慢地擴展，構件橫截面逐步削弱，當達到一定限度時，構件會突然斷裂。金屬因交變應力引起的上述失效現象，稱為金屬的疲勞。靜載下塑性性能很好的材料，當承受交變應力時，往往在應力低於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域：較為光滑的裂紋擴展區和較為粗糙的斷裂區。裂紋形成後，交變應力使裂紋的兩側時而張開時而閉合，相互擠壓反覆研磨，光滑區就是這樣形成的。載荷的間斷和大小的變化，在光滑區留下多條裂紋前沿線。至於粗糙的斷裂區，則是最後突然斷裂形成的。統計數據表明，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是災難性的。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。 ^[2] 

疲勞試驗機根據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。頻率低於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，電機驅動一般為中頻和低頻，電磁諧振式為高頻，氣動式和聲學式為超高頻。

複合材料不可以用電磁式高頻疲勞試驗機進行疲勞試驗，因為電磁式是採用電磁諧振原理驅動的，與試樣的剛性有關，所以複合材料只能用電機驅動疲勞試驗。 ^[3] 

高頻疲勞試驗機根據電磁諧振的原理工作，依靠電磁鐵的震盪施加載荷，是載荷比較大20KN-300KN，頻率80-250Hz測試時間短的首選。需要調頻率，頻率時固定幾個檔，根據使用客户的反饋，調頻操作比較麻煩。

低頻疲勞試驗機根據電液伺服的原理工作，依靠液壓作動缸的往復運動施加載荷，大載荷5KN-1000KN低頻率0-10Hz的首選，一般建議在10Hz左右使用，更高的頻率對於液壓伺服閥、密封圈等等部件的摩擦損傷太大，後面的維護成本太高，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。

電機驅動疲勞試驗機根據電場與磁場的關係，通過磁場的來回移動實現往復運動施加載荷，是小載荷20N-30KN，頻率0-100Hz要求高的首選，頻率隨意可以設置。是小載荷，中頻率的首選。

不過，同樣是20KN的疲勞試驗機系統，電機驅動疲勞試驗機系統購買非常昂貴，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，因為泵必須連續運轉，而且油被看作有害廢料，一旦污染就必須更換。由於傳動裝置和/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量非常高。在多軸應用時由於摩擦，傳動裝置的側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，清理變質油

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

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

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，並且液壓系統中的泵．閥、油缸等的磨損，會產生一些金屬屑，它們會降低液壓油的品質，造成故障。根據液壓油使用週期和油品化驗結果，要每10個月更換一次液壓油，才能保證設備無計劃外停機。

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致伺服閥動作不良，因此定期清洗、更換力矩馬達和先導閥，防止污染，從而杜絕故障發生。伺服閥的裝拆應在儘可能乾淨的環境中進行，操作時應先去掉接到伺服閥上的電氣信號，再卸掉液壓系統的壓力，然後拆下伺服閥。在乾淨、相容的商用溶劑中清洗所有的零件，零件可以晾乾或用軟氣管以潔淨、乾燥的空氣吹乾。清洗後的伺服閥，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，如發現有漏油，應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用在液壓系統中，用於濾除系統中的顆粒雜物及橡膠雜質，保證液壓系統的清潔度，根據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。 ^[4] 

1、乾淨，不用擔心漏油等現象。

2、穩定，不會因為阻力的變化影響設備運行的穩定性。

3、噪音低，傳統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，不用經常停機更換液壓油等等工作，後續的電機維護成本幾乎為零，但是液壓伺服的設備，使用頻率越高維護成本也越高，到了最後因無法忍受高額的維護成本而減少設備的使用。

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。 ^[4] 

未來的疲勞試驗機的發展是更加的人性化，從設備的構思到設計到生產到售賣再到我們用户手中，每一步都是依人性化為第一考慮點。可以更好的更加方便的被我們使用，比如，符合人體工程學的設備設計等等。

疲勞試驗機在未來的發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機，以及智能的自動抓取試樣，在試驗的時候實時傳送數據並比對數據，在做完試驗後，又可以智能的取下試樣保存試驗數據並然後抓取另外一份要試樣的樣品。

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展中，試驗機功能也會實現整合，一台試驗機可以做好幾類的試驗，真正的實現“萬能”。科學技術的發展可以推動試驗機的發展，疲勞試驗機也將更加的人性化、智能化和功能化。 ^[5]