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一起來了解下高頻疲勞試驗機的具體原理
閱讀：1037 發(fā)布時間：2022-12-14
高頻疲勞試驗機用于進行測定金屬、合金材料及其構(gòu)件（如操作關(guān)節(jié)、固接件、螺旋運動件等）在室溫狀態(tài)下的拉伸、壓縮或拉壓交變負荷的疲勞特性、疲勞壽命、預(yù)制裂紋及裂紋擴展試驗。
基于不同的應(yīng)用，高頻疲勞試驗機還可分為電磁式與電機式兩種。電磁式高頻疲勞試驗機的動態(tài)位移相對較小，但是可以提供高達500Hz的試驗頻率。電機式高頻疲勞試驗機在頻率上不及電磁式但是提供了更大的位移量以滿足結(jié)構(gòu)件試驗的需求。
高頻疲勞試驗機是基于系統(tǒng)共振原理進行工作的，其主機系統(tǒng)采用了多個自由度的力學(xué)模型進行優(yōu)化設(shè)計。它主要由框架、電磁激振器、主振彈簧、測力傳感器、試樣、及主振系統(tǒng)的配置質(zhì)量構(gòu)成機械振動系統(tǒng)，振動由電磁激振器來激勵和保持。當(dāng)激振器產(chǎn)生的激振力的頻率和相位與振動系統(tǒng)的固有頻率基本一致時，系統(tǒng)便發(fā)生了共振，這時配置質(zhì)量在共振狀態(tài)下所產(chǎn)生的慣性力，往復(fù)作用在試樣上，來完成對試樣的疲勞試驗。主機諧振性能設(shè)計的好壞直接關(guān)系到系統(tǒng)是否能夠正常的工作，是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
測控系統(tǒng)的工作主要有兩個作用:一是準(zhǔn)確的測量出試件所受的力值(均值和動態(tài)峰值) ;二是產(chǎn)生一個幅度可控的與主機共振頻率相一致，與振動系統(tǒng)阻尼力相位相反的激振力來抵消阻尼力，以維持系統(tǒng)振動。電氣系統(tǒng)根據(jù)不同的控制方式,結(jié)構(gòu)及組成也不相同。但具備的共性部分有：測力傳感器及其對應(yīng)的放大器、峰谷值及均值測量部分、指令設(shè)定、比例控制、功率驅(qū)動等部分組成。
由于該系統(tǒng)是建立在系統(tǒng)共振原理的基礎(chǔ)上工作，所以高頻疲勞試驗機比其它各種類型的疲勞試驗機效率都高，主要體現(xiàn)在工作頻率高、能量消耗低。另外，使用操作方便試驗波形好，其波形失真度在動態(tài)試驗機中小，耗能低。所以將被持續(xù)、廣泛地應(yīng)用在航空、航天、冶金、高等院校科研和教學(xué)及工業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域。