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高周疲劳（HCF)试验解决方案

来源：深圳万测试验设备有限公司 2023年10月18日 11:55

一、高周疲劳

高周疲劳是指疲劳寿命的载荷循环周次比较高，一般大于50000次。加载在零件或构件上的循环应力水平比较低，循环应力一般小于材料的屈服应力，材料始终处于弹性阶段。一般采用应力作为控制参量，因此高周疲劳又称为应力疲劳。在经历足够多次的循环载荷之后，裂纹首先从材料内部高应力的局部开始形成，称为裂纹萌生。此后，在循环载荷的继续作用下，裂纹进一步扩展，直至发生断裂。裂纹从萌生、扩展、断裂三个阶段，是疲劳破坏过程的一个特点，三个阶段所承受的循环载荷次数，称为疲劳寿命。

在高周疲劳试验中，材料的疲劳性能可以用S-N曲线来描述。在给定的应力比下，施加不同应力幅的循环应力，记录失效时的载荷循环寿命。以寿命为横坐标，应力为纵坐标，描点并进行数据拟合，即可得到。

二、高周疲劳试验用疲劳试验

万测研制用于高周疲劳试验的疲劳试验机，有HDT-A（作动器上置）和HDT-B（作动器下置）两个系列，都以电液伺服为驱动，由电气控制器、伺服阀、负荷传感器、位移传感器与计算机共同组成闭环伺服控制系统，实现力、变形、位移PID控制，并自动测量试验力、位移、变形等试验参数。

疲劳.jpg

HDT-A（作动器上置）

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HDT-B（作动器下置）

HDT-A、HDT-B均可用于测试金属材料、非金属材料、复合材料、弹性体、结构零件的动态疲劳特性。疲劳试验可以正弦波、三角波、梯形波、自定义波等波形进行加载。配置不同的夹具，可实现拉拉、压压、拉压等加载方式。也可配置环境试验装置，进行高温、低温、盐雾、腐蚀下的模拟环境试验。是科研院所、材料制造、土木工程、高等院校、机械制造、交通运输等行业理想的疲劳试验系统。

三、相关标准

▶ GB/T 3075金属材料疲劳试验轴向力控制方法

▶GB/T15248 金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法

▶ ASTM E466 Conducting Force Controlled Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials

......

四、棒材/板材试样

液压夹具除了能直接夹持棒材和板材，还可以扩展为螺栓拉伸夹具和锚链拉伸夹具。

六、同轴度校准

机械结构不可避免的误差，会导致上、下夹具之间不同轴，导致试样C型变形、S型变形受力或二者复合变形，试样的局部应力/应变会远大于设置值，最终试样的疲劳试验寿命会严重下降。

相关试验标准要求试样弯曲率≤5%，如果单靠机械加工精度和装配精度，是远达不到≤5%的弯曲率，此因在主机上增加一个同轴度环，可以通过此环对液压夹具进行精确调节，最终能轻松达到≤5%的弯曲率。

试样变形.png

同轴度校准(1).jpg

七、同轴度检测

同轴度仪1.jpg

同轴度.jpg

同轴度软件(1).jpg

同轴度仪软件

八、高周疲劳试验模块

窗口界面(1).png

窗口主界面

▶ 可以调出多个曲线窗口放在主界面，窗口可以任意布置。

▶曲线窗口X/Y轴显示内容可以任意切换，如时间—位移、时间—周期、时间—命令、时间—输出、位移—载荷等。

▶单窗口多曲线界面，如时间—位移、时间—命令同时在一个窗口显示。

▶可以显示整个试验过程中跳动峰/谷值，如位移、载荷、变形的跳动峰/谷值。

▶试验过程中可以在主界面调整均值、振幅、频率，无需暂停。

▶日志记录，记录用户每步操作指令、系统自动指令的信息，方便后续追踪溯源问题。

▶作动器快速操作，快速上移/下移、慢速上移/下移等。

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