疲劳试验机的试验方法

疲劳试验机的试验方法介绍：

疲劳试验机用于进行测定金属、合金材料及其构件（如操作关节、固接件、螺旋运动件等）在室温状态下的拉伸、压缩或拉压交变负荷的疲劳特性、疲劳寿命、预制裂纹及裂纹扩展试验。高频疲劳试验机在配备相应试验夹具后，可进行正弦载荷下的三点弯曲试验、四点弯曲试验、薄板材拉伸试验、厚板材拉伸试验、强化钢条拉伸试验、链条拉伸试验、固接件试验、连杆试验、扭转疲劳试验、弯扭复合疲劳试验、交互弯曲疲劳试验、CT试验、CCT试验、齿轮疲劳试验等。

疲劳试验是指通过金属材料实验测定金属材料的σ-1，绘制材料的S-N曲线，进而观察疲劳破坏现象和断口特征，进而学会对称循环下测定金属材料疲劳极限的方法。检测设备一般有疲劳试验机和游标卡尺。

在足够大的交变应力作用下，于金属构件外形突变或表面刻痕或内部缺陷等部位，都可能因较大的应力集中引发微观裂纹。分散的微观裂纹经过集结沟通将形成宏观裂纹。已形成的宏观裂纹逐渐缓慢地扩展，构件横截面逐步削弱，当达到一定限度时，构件会突然断裂。金属因交变应力引起的上述失效现象，称为金属的疲劳。静载下塑性性能很好的材料，当承受交变应力时，往往在应力低于屈服极限没有明显塑性变形的情况下，突然断裂。疲劳断口明显地分为两个区域：较为光滑的裂纹扩展区和较为粗糙的断裂区。裂纹形成后，交变应力使裂纹的两侧时而张开时而闭合，相互挤压反复研磨，光滑区就是这样形成的。载荷的间断和大小的变化，在光滑区留下多条裂纹前沿线。至于粗糙的断裂区，则是后突然断裂形成的。统计数据表明，机械零件的失效，约有70%左右是疲劳引起的，而且造成的事故大多数是灾难性的。因此，通过实验研究金属材料抗疲劳的性能是有实际意义的。

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高温内压疲劳爆破实验装置采用计算机辅助测试技术与板卡数据采集系统相融合，全自动控制的液压系统，专门针对承压管路或者其他承压部件来设计制造的高温内压疲劳爆破实验装置。

根据相关技术规范，实验工况具有高温、高压、高精度、压力疲劳、应变疲劳等特点，系统一共分为铅铋合金介质大管件疲劳试验模块，铅铋合金介质小管件爆破和疲劳试验模块，铅铋合金介质大管件爆破试验模块，水介质大管件疲劳试验模块，水介质小管件爆破和疲劳试验模块，水介质大管件爆破试验模块，水介质常温高压外压坍塌试验模块、水介质高温低压外压坍塌试验模块共八大模块。

主要功能

1.通过界面设定、程序控制，在试验结束或异常时能自动停机或报警；能满足高温内压疲劳爆破实验装置长周期实验要求；

2.设备运行前能设定试压工艺参数，包括试验压力、温度、试验时间等相关参数；

3.适用于Windows试验平台下操作，与控制系统配合，可控制试验系统完成高温内压疲劳/爆破试验测试、常温内压疲劳/爆破试验测试、外压坍塌试验测试等，软件自成体系，与控制系统高速数据通讯，在控制试验系统工作的同时，实时采样绘制符合试验要求的各类试验曲线，并独立完成各类试验管理、数据存储、试验报告打印等功能。

4.能导出Office、Excel、TXT文档格式的试验报表，并可自由编辑；可根据所提供报告模板，自由编辑以及自动生成试验报告；

5.具有压力微调功能；试件膨胀引起试验参数变化时，可进行补偿修正等；

6.具有试验中断保护功能；因某种原因必须中断试验，再次试验时可以继续当前的试验；

7.对试验的相关设置参数进行保存，便于做相同试件、相同标准的试验时直接提取试验参数，不需再进行设置；

8.能够对当次试验出现故障的时间与性质、操作人员的操作进行记录。（注意，计算机关闭后不再记录上一次开机时的操作过程）；

9.数据采集系统留有足够的扩展接口，以便日后在实验过程当中添加相关所需要的传感器；

10.安全措施：具有液位报警、泄漏报警、异常报警、过载保护、高温报警、紧急卸压、预置疲劳次数到、试件断裂等报警停机功能；

主要特点

1.采用智能控制，系统完全满足其规定的工作，其试验压力、温度、应变、疲劳次数、等信号能精确、连续地按照工艺要求进行采集；

2.具有RS-485通讯界面，能够实时监视试验过程，更好的控制试验过程；

3.采用Lab VIEW开发专用的控制软件，能实现多通道闭环控制；试验过程全自动控制、自动测量等，具有专业性好、可靠性高、升级简易等特点，并可随着试验机测控技术的发展和试验标准的变化而不断升级完善；

4.具备良好的稳定性、重复精度、噪音低、密封性好；

5.设备主要元器件采用行业内标准通用型号，货源可追溯程度高，成本低廉，降低了设备使用成本和耗材成本。

6.设备采用模块化设计，压力控制系统、电气控制系统、数据采集分析系统、试验舱及工装夹具都可以独立地进行操作使用，极大地方便了客户进行设备的调校和维护。

7.软件设置有安全报警功能，在设备出现压力下降过大，压力超高、温度超高等其他异常情况下，设备可以自动停机。

8.试件破裂后压力迅速下降，自动停止加压，即试件破损后自动停机保护功能，最大限度保证人身安全。

9.采用LABVIEW开发的专用控制软件能实现多通道闭环控制，完成试验过程的全自动控制、自动测量等功能，具有专业性好、可靠性高、升级简易等特点，并可随着试验机测控技术的发展和试验标准的变化而不断充实完善。

10.试验机除完成一般疲劳、爆破、坍塌试验外，还可以完成循环加载，循环脉冲等一机多用；

11.采用进口压力传感器，测量精度高，保证了长期工作稳定性好，可靠性高。压力传感器在工作时间，保证其输出值（实时测量值）与设定值一致，存在误差时，能够自动识别并修正；

12.试验机主机、控制系统采取了屏蔽措施和良好的接地技术，因此本机具有良好的抗干扰能力；

13.自动化程度高，主控系统采用NI 高速控制器控制，抗干扰性强，稳定性高；软件采用Lab view软件开发，画面生动，便于二次开发；自动建立试验数据库，可随时查询、数据可以长期保存。

14.本机具有超载保护功能，设备压力标定功能，长时间使用后，压力传感器出现漂移时，可以通过软件的调节，将传感器调节至零位。

设备工作原理

高温内压疲劳爆破实验装置采用模块化设计，一共分为大管件疲劳（高温-铅铋合金）模块、小管件爆破/疲劳（高温-铅铋合金）模块、大管件爆破（高温-铅铋合金）模块、大管件疲劳（常温-水）模块、小管件爆破/疲劳（常温-水）模块、大管件爆破（常温-水）模块、常温高压坍塌（水）模块、高温低压坍塌（水）模块八大模块组成，每个模块独立运行，相互间采用共同的元器件组成，在相应的阀门切换以及不同逻辑控制下实现了高温内压疲劳爆破实验装置的各项试验。

各模块总体按两种介质划分，铅铋合金在高温环境下和水介质在常温环境下的疲劳/爆破试验、在常温高压下和高温低压下的坍塌试验。两套介质试验系统彼此独立，不存在更换介质混淆导致的介质变化工况。

设备总工作原理如下图所示：

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