疲劳试验机核心原理(lǐ)与结构解析

更新(xīn)时间：2025-04-11

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　　核心原理(lǐ)

　　疲劳试验机通过模拟材料或零部件在交变载荷下的長(cháng)期受力状态，评估其疲劳寿命与性能(néng)。其核心原理(lǐ)基于应力-寿命（S-N）曲線(xiàn)理(lǐ)论，即材料在特定应力水平下承受循环载荷直至断裂的次数。试验机通过动态加载系统施加正弦波、三角波或随机波等形式的交变载荷，结合高精(jīng)度传感器实时监测载荷、位移、应变等参数，记录材料从裂纹萌生到断裂的全过程。

　　结构组成

　　加载系统

　　伺服液压缸或電(diàn)动缸：提供精(jīng)确控制的交变载荷，频率范围覆盖0.1Hz至数百Hz。

　　作(zuò)动头：连接试样并传递载荷，支持单轴、双轴或多(duō)轴加载模式。

　　控制系统

　　控制器：基于PID算法或模型预测控制（MPC），实现载荷、频率、波形等参数的闭环调节。

　　软件平台：集成试验程序编辑、数据采集与处理(lǐ)功能(néng)，支持疲劳寿命预测与失效分(fēn)析。

　　传感与测量系统

　　力传感器：测量加载力值，精(jīng)度通常达±0.5%FS。

　　应变片/引伸计：监测试样变形，结合数字图像相关（DIC）技(jì )术实现全场应变分(fēn)析。

　　环境模拟系统（可(kě)选）

　　高低温箱、腐蚀介质(zhì)槽等，模拟工(gōng)况下的疲劳行為(wèi)。

　　技(jì )术优势

　　高精(jīng)度：载荷分(fēn)辨率达0.1N，位移精(jīng)度±0.01mm。

　　多(duō)功能(néng)性：支持拉伸-压缩、扭转、弯曲等复合加载模式。

　　智能(néng)化：结合AI算法自动优化试验参数，缩短研发周期。

　　疲劳试验机作(zuò)為(wèi)材料性能(néng)评估的关键设备，其原理(lǐ)与结构的持续创新(xīn)為(wèi)航空航天、汽車(chē)、生物(wù)医(yī)學(xué)等领域的高可(kě)靠性设计提供了核心支撑。