動態(tài)疲勞試驗機(jī)是實現(xiàn)材料與構(gòu)件循環(huán)載荷力學(xué)檢測的核心設(shè)備,整機(jī)圍繞動力驅(qū)動、載荷傳遞、傳感檢測、控制調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)處理五大核心環(huán)節(jié)設(shè)計,為模塊化集成結(jié)構(gòu),各單元協(xié)同實現(xiàn)精準(zhǔn)交變加載與全流程數(shù)據(jù)采集,適配拉壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)等多種加載模式,核心構(gòu)造緊湊且功能高度適配,具體部件及功能如下:
核心為動力驅(qū)動單元,是試驗機(jī)的 “動力源”,決定加載載荷與頻率范圍,主流分三類驅(qū)動結(jié)構(gòu):電液伺服型由液壓泵站、伺服閥和作動器組成,適配大載荷檢測;電磁諧振型依托電磁激勵器與諧振彈簧,主打高頻率小載荷檢測;電動伺服型以伺服電機(jī)、滾珠絲杠為核心,清潔環(huán)保且控制精準(zhǔn),適配中小型試樣檢測,三類驅(qū)動均能將電能轉(zhuǎn)化為周期性往復(fù)機(jī)械運(yùn)動,為循環(huán)加載提供基礎(chǔ)。
載荷傳遞與夾持單元負(fù)責(zé)動力的平穩(wěn)傳導(dǎo)與試樣固定,包含作動器、專用夾具和剛性機(jī)架。作動器直接連接試樣,將驅(qū)動動力轉(zhuǎn)化為拉壓、扭轉(zhuǎn)等加載動作,其行程與推力決定加載范圍;夾具按試樣類型定制,有拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)等多款,采用高強(qiáng)度合金制造,部分配備液壓夾緊,保證大載荷下無打滑;機(jī)架分立式(單柱 / 雙柱 / 門式)與臥式,經(jīng)焊接熱處理工藝制成,具備超高剛性,防止自身變形影響檢測精度,臥式機(jī)架專用于長軸類大型零部件檢測。
傳感檢測單元是數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵,為控制環(huán)節(jié)提供精準(zhǔn)反饋,配備高靈敏度專用傳感器:載荷傳感器實時檢測交變載荷幅值,位移傳感器(光柵尺 / LVDT)監(jiān)控作動器往復(fù)位移,應(yīng)變傳感器可外接貼附試樣檢測應(yīng)變,部分高端機(jī)型還配備溫度、振動傳感器,減少環(huán)境因素對檢測結(jié)果的干擾,所有傳感器精度均達(dá) ±0.5% FS 級別,保障檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
控制調(diào)節(jié)單元為試驗機(jī)的 “大腦”,由伺服控制器、工控機(jī)和操作面板組成。伺服控制器接收傳感器反饋,與設(shè)定參數(shù)對比后實時調(diào)節(jié)動力輸出,實現(xiàn)載荷、位移的閉環(huán)精準(zhǔn)控制;工控機(jī)與操作面板實現(xiàn)人機(jī)交互,可設(shè)定加載頻率、幅值、循環(huán)次數(shù)、停機(jī)條件等參數(shù),同時搭載故障預(yù)警模塊,監(jiān)測油溫、油壓等指標(biāo),超限時自動報警停機(jī),保障設(shè)備與人員安全。
最后是數(shù)據(jù)處理與輔助單元,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由專用軟件和存儲模塊構(gòu)成,實時顯示載荷 - 時間、應(yīng)力 - 應(yīng)變等曲線,自動記錄疲勞壽命并繪制 S-N 疲勞特性曲線,支持報告生成與數(shù)據(jù)導(dǎo)出;輔助單元含液壓冷卻、自動潤滑、安全防護(hù)網(wǎng) / 門等,部分機(jī)型可加裝高低溫、濕熱等環(huán)境模擬模塊,適配復(fù)雜工況檢測需求,同時配備校準(zhǔn)模塊,保證設(shè)備長期檢測精度。