MOT系列 電動式高頻共振試驗機

一，德國SINCOTEC-MOT-250KN高頻疲勞試驗機技術(shù)說明

1.1  德國Sincotec高頻疲勞試驗機機器用途描述及工作環(huán)境

高頻疲勞試驗機被廣泛用來測試各種金屬材料及金屬材料制品的抵抗疲勞斷裂性能、S – N、-等曲線,測試和預(yù)制斷裂韌性試樣（如、J_IC等）的疲勞裂紋等；選配不同的夾具或環(huán)境實驗裝置，被廣泛用來測試材料和零部件（如板材、齒輪、曲軸、螺栓、鏈條、連桿、緊湊拉伸等等）的疲勞壽命，可完成對稱疲勞試驗、不對稱疲勞試驗、單向脈動疲勞試驗、塊譜疲勞試驗、高低溫疲勞試驗、三點彎、四點彎、扭轉(zhuǎn)等種類繁多的疲勞試驗。    

高頻疲勞試驗機在各種類型的疲勞試驗機中，具有結(jié)構(gòu)簡單、沒有維護的液壓源及閥門、泵或冷卻系統(tǒng)、使用操作方便、效率高、耗能低等特點，所以它被廣泛的應(yīng)用在科研、航空航天、高等院校和工業(yè)生產(chǎn)等部門。

1.2 德國Sincotec高頻疲勞試驗機執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)：

       ASTM E 467 軸向疲勞試驗系統(tǒng)中等幅動態(tài)力的標(biāo)定方法

  GB/T 6395-2000 金屬材料疲勞裂紋擴展速率試驗方法

  ASTM E606標(biāo)準(zhǔn),

  ASTM E647標(biāo)準(zhǔn),

  ASTM E399標(biāo)準(zhǔn),

1.3  德國Sincotec 公司技術(shù)描述

 德國SINCOTEC公司：公司位于德國中部工業(yè)區(qū)的Clausthal市。公司成立于上世紀(jì)六十年代，專注于共振疲勞試驗系統(tǒng)的研發(fā)和試驗工程技術(shù)咨詢。SINCOTEC公司目前是zui大的共振疲勞試驗機制造廠商，擁有POWER SWING 品牌。德國SINCOTEC在共振試驗系統(tǒng)領(lǐng)域是世界的*，不但在現(xiàn)有常規(guī)的電動共振技術(shù)上優(yōu)化改進控制和驅(qū)動技術(shù)，并且*了的電動大位移（12毫米動態(tài)行程）共振技術(shù)- Power Swing MOT。在控制技術(shù)上Sincotec更是突破了常規(guī)高頻疲勞試驗機的力控模式，可提供更為靈活的位移和應(yīng)變控制技術(shù)。

SINCOTEC的試驗機廣泛的運用在材料試驗、結(jié)構(gòu)試驗領(lǐng)域，從材料科研，到汽車零部件、航空航天應(yīng)用。SINCOTEC公司目前已在中國擁有眾多的客戶，為不斷提出試驗苛刻要求的中國市場提供堅實的技術(shù)保證。

    德國Sincotec公司是一家提供材料和結(jié)構(gòu)動態(tài)測試系統(tǒng)的供應(yīng)商，在高效節(jié)能的機電和電動激勵試驗系統(tǒng)領(lǐng)域，是無可爭辯的*。

      Sincotec公司是疲勞特性和疲勞行為研究的專家。它的技術(shù)是為我們安全、可靠生產(chǎn)高疲勞強度的產(chǎn)品提供了強有力的保障。Sincotec系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于個工業(yè)領(lǐng)域，包括航空、汽車、鐵路、鋼鐵、緊固件等疲勞行為和安全性極為關(guān)注的產(chǎn)品；大學(xué)實驗室或研究機構(gòu)也大量使用Sincotec的系統(tǒng)研究新型材料的力學(xué)特性。

      Sincotec還結(jié)合豐富的測試經(jīng)驗和其研究中心近百套測試系統(tǒng)提供各種試驗服務(wù)，包括復(fù)雜載荷、高低溫、高壓、腐蝕、震動等。

Sincotec的測試中心滿足DIN EN ISO/IEC 17025標(biāo)準(zhǔn)。

Sincotec高頻試驗機動態(tài)標(biāo)定滿足ISO4965和ASTME467-98標(biāo)準(zhǔn)。

      Sincotec的設(shè)備按驅(qū)動方式分為伺服馬達驅(qū)動和電動共振驅(qū)動。其以極低的能耗完成高達300Hz的常態(tài)或復(fù)雜環(huán)境狀態(tài)各種疲勞試驗，包括拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)及復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)等。

        Sincotec可提供包括溫度、腐蝕、高壓、燃氣等各種環(huán)境模擬裝置。

1.4 德國Sincotec 高頻疲勞試驗機總體設(shè)計：

SINCOTEC設(shè)備有足夠的動靜態(tài)高強度、高剛度、穩(wěn)定性和高精度，采用*技術(shù)，保證系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能，所選控制系統(tǒng)執(zhí)行組件精度高，可靠性好，抗*力強，響應(yīng)速度快。

SINCOTEC高頻機器較大的空間設(shè)計和超剛性設(shè)計,為裝備工件試驗和附加環(huán)境裝置提供空間。

SINCOTEC機器遵守DIN EN ISO/IEC17025標(biāo)準(zhǔn)和JB/T 5488-1991 高頻疲勞試驗機機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。試樣的測量，試驗控制及數(shù)據(jù)存儲、處理全部計算機化，并且數(shù)據(jù)具有安全性、可靠性和可移動性。

    工作環(huán)境：

電壓：220V/380V±10%，單相或三相；   頻率：50Hz±3Hz；

 環(huán)境溫度：5℃～40℃；   相對濕度：≤90%。

1.5德國Sincotec高頻電動激振式設(shè)備Power  Swing  MOT 250KN特點

    POWER SWING MOT 共振測試設(shè)備是一個廣泛應(yīng)用的電動激勵的共振測試系統(tǒng)。振動系統(tǒng)的動態(tài)驅(qū)動由一個高性能的可控電動系統(tǒng)來提供；靜載荷由馬達驅(qū)動一個滾珠絲杠來提供。靜態(tài)驅(qū)動單元安裝在試件安裝臺面的內(nèi)部，它將提供可調(diào)的限位開關(guān)。在準(zhǔn)備狀態(tài)下，靜態(tài)驅(qū)動單元可用手動控制。加載力的大小可在控制單元的顯示器上顯示出來。測試系統(tǒng)可以使用力控制、位移控制或應(yīng)變控制。測試機器將會按照標(biāo)準(zhǔn)配置一個法蘭型的載荷傳感器。其他更多的傳感器（位移，應(yīng)變）也可選用。

1. 測試區(qū)域以及試件安裝臺較之前產(chǎn)品增大了1.5倍；
2. 頻率范圍至30-150Hz；
3. 的實時處理的數(shù)字控制器，*的精確度；可提供多種控制模式，力控、位移控制（可選）、應(yīng)變控制（可選）等；優(yōu)化的控制方式使得控制質(zhì)量大大提高
4. 通過伺服驅(qū)動器對名義載荷的*控制能力
5. 劃分等級的用戶權(quán)限（使用權(quán)限，或標(biāo)定功能）
6. 優(yōu)化的人體工學(xué)設(shè)計
7. 操作的時計表（可設(shè)置性，維保指示，可重置）

   8.  種類繁多的軟件-模塊等應(yīng)用于所有程序，例如      -  LabMOTION軟件Woehler測試方法，S/N曲線，疲勞極限，

      -  預(yù)制疲勞裂紋等

-  da/dN試驗和疲勞裂紋擴展門檻值，裂紋長度在線測量

      -  通用疲勞試驗系統(tǒng)軟件  

1.6 德國高頻疲勞試驗機測控及采集系統(tǒng)主要功能描述

• 設(shè)備的測控及采集系統(tǒng)應(yīng)具有完整的和功能齊備的相關(guān)軟硬附件，具有載荷、應(yīng)變控制方式；
• 橫梁位置手動快、慢速調(diào)節(jié)功能；
• 橫梁速度任意設(shè)定功能；
• 試驗時橫梁可適時鎖緊，否則試驗時應(yīng)有相應(yīng)的保護設(shè)置；
• 設(shè)備可通過計算機*的應(yīng)用軟件自動和手動自動控制調(diào)節(jié)相應(yīng)參數(shù)，如系統(tǒng)的增益、相位、反饋響  應(yīng)、激勵等參數(shù)，以產(chǎn)生*的試驗頻響效果；
• 由計算機進行閉環(huán)數(shù)字化智能控制和采集，試驗軟件具有英文/德文界面，能基于widows 2000/NT/XP平臺運行，所測曲線數(shù)據(jù)點可輸出到Excel,在Excel中繪制出相應(yīng)測試曲線，可自動生成Word和PDF格式測試報告。多種控制模式（載荷、位移、應(yīng)變、函數(shù)）在線自動轉(zhuǎn)換，帶有單獨的遠端控制面板
• 達到預(yù)定條件或保護狀態(tài)時，具有自動存儲試驗數(shù)據(jù)并安全停機等功能；
• 有各種試驗方式斷裂或失效判據(jù)的安全停止以及暫停功能；
• 測試數(shù)據(jù)及結(jié)果應(yīng)采用單位，并可與其他工程單位自動轉(zhuǎn)化；
• 試驗數(shù)據(jù)存儲、檢索及統(tǒng)計分析功能；
• 支持用戶自定義公式輸入模式。

二， 設(shè)備配置及技術(shù)參數(shù)描述

2.1  Power Swing MOT 250KN 主機包含

        MOT電動式高頻共振疲勞試驗機

• POWER SWING MOT
• 機械結(jié)構(gòu)，包括帶有振動系統(tǒng)和力傳感器的承載框架
• 用于實現(xiàn)共振測試的控制機柜單元EXCITING MOT
• 軟件包EMOTION II，帶有英文WINDOWS 7操作系統(tǒng)
• 22" TFT 液晶顯示器
• 19"控制機柜，帶有數(shù)字前置放大器
• 控制柜臺面為可麗耐材質(zhì)

   主機技術(shù)參數(shù)

2.2 控制單元EXCITING MOT及軟件系統(tǒng)

*驅(qū)動系統(tǒng)EXCITING MOT是一個數(shù)字控制的電動驅(qū)動系統(tǒng)，包括的電子部件和軟件包E-MOTION?？刂葡到y(tǒng)以低能耗和對多種測試機器的高適用性為特點。EXCITING MOT不需要維保，并能提供超高精度的控制。

      通用疲勞軟件E-MOTION是用于操作機器進行實驗的通用疲勞軟件系統(tǒng)。它運行于WINDOWS XP平臺。標(biāo)準(zhǔn)版本提供了準(zhǔn)備實驗所有功能，包括測量及控制信道，還有兩個外部限位開關(guān)的輸入通道（動態(tài)與靜態(tài)）。

    所有部件都安裝在控制架內(nèi)，以滿足IP54的防護等級。

    控制系統(tǒng)是以力控制為標(biāo)準(zhǔn)工作方式。當(dāng)安裝了可選項的軟件模塊后，可以使用位移或應(yīng)變控制。如果有需要，也可以提供給用戶必要的新增硬件。并且控制器中已經(jīng)預(yù)留了擴展槽。連接箱也在控制系統(tǒng)的背面。

    *控制單元是一個集成的模擬－數(shù)字控制電路。測試時，由力傳感器或別的傳感器傳來的數(shù)據(jù)通過一個5kHz載波頻率的放大器放大后進入控制器。數(shù)字分析器識別出信號的頻率和振幅，然后將它轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號。數(shù)字相位調(diào)節(jié)器將調(diào)節(jié)相位的實際值與設(shè)定值之間的差。數(shù)字前置放大器將調(diào)節(jié)振幅。這樣，被編輯過的數(shù)據(jù)再由一個功率放大器放大用來驅(qū)動電動驅(qū)動系統(tǒng)。

控制單元EXCITING MOT裝在一個防塵的控制柜中，保護等級為IP54，并裝有散熱風(fēng)扇，包括：

工業(yè)用PC，奔4 3GHz，裝于19寸機箱，配置為：

• 電腦配置P4 3GHz 雙核，2G內(nèi)存，硬盤1T，獨立顯卡，16：9，1920×1080分辨率的21寸液晶彩顯，可讀寫DVD光驅(qū)帶刻錄×16, 羅技鍵鼠套裝；
• 激光打印機，高速網(wǎng)卡；
• 有通訊端口，滿足LIMS網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的功能；
• EXCITING MOT并行控制卡
• 數(shù)/模-模/數(shù)轉(zhuǎn)換器用于測量及控制

EXCITING MOT系統(tǒng)裝在19寸控制架里的控制卡電路。

EXCITING MOT的動態(tài)驅(qū)動電源模塊。

按照VDE標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，控制單元滿足CE標(biāo)準(zhǔn)。

數(shù)據(jù)采集速率滿足試驗時的zui大試驗頻率要求。

軟件應(yīng)具有：自動標(biāo)定試驗機準(zhǔn)確度，自動調(diào)零、可顯示力值與變形量動態(tài)信號并可調(diào)節(jié)PID使實際波形接近波形、自動查找起振共振頻率（也可用鼠標(biāo)拖拉PID滑桿快速尋找或微調(diào)共振頻率）、達到預(yù)定條件或保護狀態(tài)時，自動調(diào)整空氣間隙，自動存儲試驗數(shù)據(jù)并安全停機。

軟件應(yīng)具有自動標(biāo)定試驗機精度、自動調(diào)零、實時顯示力值（應(yīng)力）、變形量、應(yīng)變和計算量等動態(tài)信息。

試驗軟件可進行閉環(huán)數(shù)字化智能控制和采集。

用戶可根據(jù)測試要求，在軟件中方便設(shè)定測試的應(yīng)力比，平均載荷，循環(huán)次數(shù)、測試頻率、應(yīng)變量等多個參數(shù)，用圖或數(shù)字結(jié)果動態(tài)顯示在計算機屏幕上，試驗結(jié)束后顯示S-N、da/dN等曲線功能。測試軟件可以自動產(chǎn)生測試結(jié)果，統(tǒng)計分析的測試報告（可編輯）。

測試軟件應(yīng)具有多用戶管理功能，可進行不同權(quán)限的設(shè)置，讓不同權(quán)限的用戶進行不同設(shè)置級別的界面菜單，以便于設(shè)備和人員安全的管理。

控制單元的技術(shù)參數(shù)：

2.3 疲勞軟件EmotionII

與WINDOWS 7相配合，標(biāo)配的E-MOTION軟件包提供所有操作共振設(shè)備的功能，例如測量通道和兩個用于限位開關(guān)的外部輸入口（動靜態(tài)各一個）。可有更多選項適用*的試驗。

軟件可以顯示頻率預(yù)設(shè)值，實時顯示當(dāng)前頻率，自動實時計算頻率變化的差值。

軟件自動計算預(yù)設(shè)次數(shù)結(jié)束的時間。

自動記錄試驗過程中的各種事件，及相應(yīng)的頻率，時間，載荷循環(huán)次數(shù)。

2.4  分析軟件 LabMOTION

臺階法分析方式的評估需要很長時間才能完成，因而使用評估軟件LabMOTION就變的非常有效及有意義。由于與EMOTION軟件關(guān)聯(lián)，這個程序可以非常輕松地評估測試結(jié)果。評估結(jié)果可以顯示出來并可打印。有了輸出功能的LabMOTION，用戶可以將數(shù)據(jù)結(jié)果導(dǎo)出為PDF, WORD或者EXCEL格式的文件。利用軟件工具LabMOTION，我們可以用臺階法分析方式或S/N曲線方式對疲勞測試的結(jié)果進行評估。它將計算疲勞極限的凈值以及標(biāo)準(zhǔn)偏離。計算的結(jié)果可以直接顯示于顯示器上。

2.5 預(yù)制裂紋工具軟件 Pre-Crack   per ASTM E399

應(yīng)變控制疲勞試驗方法

2.6 裂紋擴展工具軟件按 da/dN

根據(jù)ASTM E647的標(biāo)準(zhǔn)，該軟件工具提供CT試樣和三點彎曲的裂紋擴展速率測定。

用柔度法測量和顯示裂紋擴展速率,裂紋長度和相應(yīng)的應(yīng)力幅值。

通過實時的高精度測量和控制，選擇裂紋擴展長度的級別，逐漸減小應(yīng)力幅來，測定和控制疲勞裂紋擴展門檻值 ΔK_th。

測試中控制恒定Kmax，,恒定da/dN和ΔK，恒定R關(guān)系

2.7 附件裝置（選配夾具及其環(huán)境裝置）詳細參考附件PDF夾具部分文件

2.7.1 自動液壓式圓棒及板材試驗夾具

SincoTec液壓自動夾具介紹

液壓夾具一般用于試驗載荷大于50 kN的試驗，夾具具有自動對中功能。

適用于拉伸試驗、壓縮試驗和循環(huán)載荷測試。

配合機型：SincoTec POWER SWING MOT/MAG

使用范圍：圓棒與板材試樣等試樣的夾持

使用原理：通過連接液壓源，將液壓轉(zhuǎn)化成機械夾緊力，對試樣施加一個持續(xù)的夾持力，在實驗過程中夾持試樣

結(jié)構(gòu)組成：外殼，內(nèi)部液壓通路，夾面座（固定夾面） （上下各一個）

夾具照片：

液壓夾具夾面（棒材，板材）：

此液壓夾具夾面用于試驗載荷小于150 kN的試驗。

適用于拉伸試驗、壓縮試驗和循環(huán)載荷測試。

配合機型：SincoTec POWER SWING MOT/MAG-250KN

使用范圍：圓棒與板材試樣等試樣的夾持

使用原理：作為液壓夾具與試樣之間的過渡連接，以適應(yīng)不同形狀的試樣，并可以防止試樣在試驗時打滑。

結(jié)構(gòu)組成：帶鋸齒的V型或平面鋼鐵塊（每組4個，上下各兩個）

配合試樣：圓棒：8-20mm，螺紋：M10至M24，板材：0-15mm

配合要求：適用的zui小棒狀試樣總長不超過80mm;適用的zui小板狀試樣總長不超過100mm。

2.7.2 常溫扭轉(zhuǎn)疲勞試驗夾具：

技術(shù)描述: 與主機MAG相配、用于常溫下試樣的扭轉(zhuǎn)疲勞試驗的夾頭;

           zui大扭矩不小于±500Nm，zui大轉(zhuǎn)角不小于±1°;

連接方式: T型工作臺面法蘭連接.

2.7.3 四點彎曲疲勞試驗夾具：

技術(shù)描述:zui大跨距300mm，可實現(xiàn)拉壓疲勞試驗，載荷過零時平穩(wěn)無間隙。

適用試樣：平板或其他帶弧度的板材

2.7.4 高溫爐裝置：

標(biāo)準(zhǔn)1100°C高溫環(huán)境箱

• 標(biāo)準(zhǔn)高溫環(huán)境箱

• 采用對開式，三段加熱爐，不銹鋼外殼
• 溫度加熱范圍：200℃～1100℃,
• 三段控制，可根據(jù)試驗溫度自動調(diào)節(jié)PID
• 爐膛內(nèi)徑≥100mm
• 均熱帶長度≥100mm（均熱帶內(nèi)的溫度波動≤±2℃，溫度梯度≤3℃）
• 本高溫爐可根據(jù)需要推入推出測試區(qū)域，安裝裝置帶活動支架 .

2.7.5 高溫圓棒疲勞試驗夾具：

技術(shù)描述: 高溫爐配套的高溫圓棒試驗夾具，可用于M10-M20的圓棒試樣，在載荷過零時平穩(wěn)無間隙。

溫度適用:  適用于200℃～1100℃高溫試驗環(huán)境。

2.7.6 常溫或高溫CT疲勞試驗夾具：

高溫合金材質(zhì)，zui大適用溫度1200℃ W=40/50

2.7.7葉片疲勞試驗夾具

2.7.8 齒輪疲勞試驗夾具

2.7.9鹽霧腐蝕試驗箱主體(環(huán)境裝置)

1）高溫鹽霧試驗箱技術(shù)指標(biāo)

*關(guān)于性能數(shù)據(jù)：是在電源電壓AC380V，室溫20℃，無負荷、無試樣條件下測得數(shù)據(jù)。

2）數(shù)顯示溫度控制系統(tǒng) 

控溫范圍 30-80℃

溫度波動度：≤±0.5℃ （儀表全部采用國產(chǎn) 0.3%精度儀表；分辨率0.1.PID控制）

*鹽霧腐蝕試驗箱連接主體裝置

3）、配套裝置：

 ⑴數(shù)顯高溫鹽霧控制系統(tǒng)                   

     ⑵箱體支架

     (3)進口氣泵（無噪音）