動態(tài)疲勞試驗機的驅(qū)動系統(tǒng)是設(shè)備核心執(zhí)行單元,其類型直接決定試驗力范圍、頻率上限及適用場景,主流驅(qū)動方式分為以下四類。
電液伺服驅(qū)動是工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的類型之一,通過精密伺服閥控制液壓作動器輸出循環(huán)載荷,可提供 10kN—2500kN 的大試驗力,頻率上限達 100Hz。該驅(qū)動方式載荷控制精度高,能實現(xiàn)正弦波、三角波等復(fù)雜波形加載,適用于低周疲勞試驗、斷裂力學(xué)試驗等重載場景,如汽車底盤部件、工程機械結(jié)構(gòu)件測試,但存在能耗高、液壓系統(tǒng)維護成本高的缺點。
共振驅(qū)動依靠激發(fā)試樣固有頻率實現(xiàn)振動加載,能量利用效率極高,能耗僅為液壓裝置的 2%。其試驗力范圍最高可達 1000kN,頻率上限提升至 285Hz,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、維護需求低,是高周疲勞試驗的好選擇,可用于彈簧、鋼絲等金屬材料的長期疲勞測試,不過該方式對試樣固有頻率依賴性強,載荷波形調(diào)整靈活性較差。
線性馬達驅(qū)動屬于無油清潔驅(qū)動技術(shù),具有安靜、無污染、維護便捷的優(yōu)勢,試驗力范圍集中在 1kN—10kN,頻率上限為 100—120Hz。該驅(qū)動方式響應(yīng)速度快,適用于醫(yī)療植入器械、電子元件等對環(huán)境要求嚴苛的輕載測試場景。
電子 - 機械驅(qū)動兼具靈活性與高能效,試驗力覆蓋 1kN—100kN,可滿足汽車座椅泡沫、復(fù)合材料等中等載荷試樣的疲勞測試需求,在多通道協(xié)調(diào)控制試驗中也有廣泛應(yīng)用。
不同驅(qū)動方式的性能差異,為材料和構(gòu)件的疲勞性能測試提供了多元化解決方案。