脈動疲勞與電液伺服疲勞試驗機的區別
這是一種比較早的疲勞試驗機。該類試驗機采用電機驅動的曲柄連桿機構,帶動柱塞泵,帶動液壓油進入執行機構的氣缸,將活塞推出。通過手動觀察系統壓力指示裝置來手動調節執行機構的加載載荷;作動器的往復行程是通過手動調節曲柄連桿的偏心量,即單向幅值來實現的。加載頻率是通過調整電機轉速來實現的。從執行機構的角度來看,脈動疲勞試驗機采用的單向氣缸結構在回程過程中只能由彈簧拉回。結構復雜,維護困難,周期長。此類產品屬于我國60、70年代的產品,在世界范圍內已基本淘汰。
受限于產品開發時的技術狀況,設備整體自動化程度不高。由于是在靜態狀態下通過人工觀察系統壓力指令手動調節溢流閥來設定加載載荷,動態疲勞加載的上下限載荷無法準確設定,誤差較大。在很多用戶的實際使用中,這也得到了驗證。并且由于采用壓力傳感器間接測量負載,實際測得的負載顯示誤差比較大。
脈動疲勞試驗機工作時,油泵每次抽油量只有幾百毫升,活塞的行程很小,所以脈動疲勞試驗機基本上用于建筑工程中的巖土、混凝土、鋼結構等。 .具有少量等變形的疲勞試驗。
由于執行機構的卸載(回縮)是由執行機構頭部的彈簧拉回,不具備雙向加載和控制的能力,不能跟蹤試件本身的回彈,因此不能保證疲勞測試。需要負載,誤差大。在某些特殊情況下,甚至很容易使作動頭從試件表面脫離,以致作動頭有時會碰到試件。
從試驗來看,脈動試驗機只能進行脈動疲勞,不能完成脈動壓縮和反向拉壓疲勞。
軸、軸試驗中,軸體變形較大,需要高度的加載模擬(否則會因軸體本身以外的因素造成試件失效,失去意義)測試)。試驗時,靜態和動態試驗都必須在試件上有兩個平衡的加載點,并且左右加載點的加載動作和加載載荷必須一致。單脈動疲勞試驗機在軸試驗中不具備兩點載荷能力。如果要增加加載點,則必須在油路中并聯一個執行器。但是以這種方式增加執行器的方式必然會減少一半的增加。載荷行程不能滿足車軸試驗的需要。另一種方法是將兩臺脈動疲勞試驗機并聯并同步。脈動疲勞試驗機廠家的1000kN脈動疲勞試驗機是將兩臺500kN脈動疲勞試驗機并聯。但這樣做的代價是設備投資成倍增加,而且兩種設備的同步效果很差。即使兩個裝置的加載動作能夠同步,加載的載荷也會有較大的偏差,造成軸試左右加載的差異,人為造成軸試件異常失效,測試數據不準確。
在車橋和車軸的靜態剛度和強度試驗中,兩臺并聯脈動疲勞試驗機不可能通過手動操作完成同步加載(脈動疲勞試驗機在靜態試驗時手動進回油。閥門完成)。另外,由于脈動疲勞試驗機缺乏完整的測控系統,無法實現對試件各測點的變形量測并獲得試驗曲線。同時,脈動疲勞試驗機由于沒有力值反饋,是開環控制,無法實現均勻載荷加載和變形控制。由于是開環控制,這類設備不能檢測樣品的動態剛度指標,即不能檢測相位差,特別是對于橡膠和彈性元件。它無法檢測其動態剛度和阻尼比。
可見,由于自身操作機構的限制,脈動疲勞試驗機優良不適合車橋、車橋的性能試驗。目前,國內外很多廠商幾乎沒有使用此類設備進行檢測,這也從另一個方面印證了上述結論。
電液伺服疲勞試驗機:
電液伺服系統具有許多優點,其中*突出的是響應速度快、輸出功率大、測控精度高,因此目前在航空、航天、、冶金、交通、工程機械等領域都有被廣泛使用。電液伺服技術是實現動態高周疲勞、程序疲勞和低周疲勞以及靜態恒變形率、恒載荷率和各種仿真模擬試驗系統的*佳技術手段。現在是世界測控領域的主流,國內也在朝這個方向發展。
采用電液伺服閥控制疲勞試驗機,可實現連續壓力控制。不僅可以瞬間輸出脈沖,還可以通過計算機控制輸出正弦波、三角波或方波,使疲勞試驗機的有效功能得到大大增強。不僅能動狀態疲勞試驗也可用于試樣的靜態性能試驗。而且,由于動態疲勞試驗中采用電液伺服閥進行載荷控制,可以控制*小試驗載荷和*大試驗載荷的輸出,不存在因疲勞壽命引起的疲勞壽命測量誤差。負載輸出不準確。
操作簡單方便。用戶只需在電腦上輸入相應的測試參數,系統即可自動完成整個測試過程,無需人工調整。同時,由于系統程序的靈活性,可以監控和處理各種異常情況,安全可靠。
根據目前的技術發展狀況,電液伺服疲勞試驗機的缺點是噸位較低的機器價格比脈動疲勞試驗機高,有些用戶難以承受。但是,隨著試驗載荷增加到一定噸位(如1000kN)以上,電液伺服疲勞試驗機的性價比優勢就顯現出來了:大噸位的電液伺服疲勞試驗機的價格已經是接近同噸位脈動疲勞試驗機的價格。目前國內疲勞試驗機廠商中,貝洛儀器可生產2000kN以下的疲勞試驗機,頻率可達50Hz。
與脈動疲勞試驗機(8Hz)、開環控制相比,許多用戶已經意識到電液伺服技術的優異性能和突出的性價比。電液伺服疲勞試驗機的頻率可達50Hz甚至更高,并且是閉環控制。越來越多的人放棄使用脈動疲勞試驗機,轉而購買電液伺服疲勞試驗機。這也是疲勞試驗機發展的主導趨勢。