在装备、轨道交通、航空航天等关键领域,国产疲劳试验机正逐步打破国外垄断,成为评估材料与结构在交变载荷下耐久性能的核心装备。其不仅能模拟数万至数百万次的循环应力,还能精准捕捉裂纹萌生与扩展过程。这一强大能力,源于其精密集成的机械、液压、传感与控制系统。深入理解
国产疲劳试验机各组成部件的功能与技术特点,是高效、安全使用设备的基础。

1、主机框架
采用整体铸造或焊接钢结构,经退火消除内应力,刚度高、变形小。双立柱或四立柱对称布局,确保加载过程中力流均匀,有效抑制偏载。部分机型引入有限元优化设计,整机刚度可达10?N/m以上,保障高周疲劳测试的稳定性。
2、伺服液压系统
由伺服阀、作动器(油缸)、高压油源及蓄能器组成。伺服阀响应频率高(≥100Hz),可精确控制油液流向与流量;作动器行程大(±50mm至±250mm)、推力强(5kN-1000kN),支持正弦、三角、方波等多种波形输出。国产系统已实现压力波动≤±0.5%,满足ISO1099标准要求。
3、力与位移传感器
负荷传感器:采用高精度应变片式设计,精度达±0.5%FS,内置温度补偿,抗侧向力干扰;
位移传感器(LVDT):非接触式测量作动器行程,分辨率0.1μm,用于低周疲劳的应变控制;
部分机型集成引伸计接口,实现试样局部应变精准监测。
4、夹具系统
包括楔形夹具、液压夹紧装置、对中调节机构等。国产夹具普遍采用合金钢调质处理,表面硬化,耐磨防滑。关键创新在于自动对中功能,通过球铰或浮动结构补偿安装误差,确保试样轴向受力,避免弯曲应力引入。
5、控制与数据采集系统
基于工业计算机与实时操作系统,支持力控、位移控、应变控三种闭环模式。软件界面符合GB/T3075、ASTME466等标准,可自动生成S-N曲线、刚度衰减图及疲劳寿命预测。国产系统已实现采样频率≥10kHz,数据同步精度达微秒级。
6、安全与辅助系统
配备多重保护:急停按钮、超载保护、油温/油压监控、防护门联锁等。冷却系统防止液压油过热;减振地基降低噪音与振动传递;部分机型集成裂纹监测摄像头或声发射接口,实现智能停机。