剖析高頻疲勞試驗機的原理和特點
按頻率,疲勞試驗機可分為低頻疲勞試驗機、中頻疲勞試驗機、高頻疲勞試驗機、超高頻疲勞試驗機。低頻低于30Hz的稱為低頻疲勞試驗機,30-100Hz的稱為中頻疲勞試驗機,100-300Hz的稱為高頻疲勞試驗機。300Hz以上的稱為超高頻疲勞試驗機。機械與液壓式一般為低頻,機電驅(qū)動為中頻和低頻,電磁諧振式為高頻,氣動式和聲學式為超高頻。
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)、廣泛地應用在航空、航天、冶金、高等院??蒲泻徒虒W及工業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域。