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疲劳试验机核心原理与结构解析
2025年04月11日 16:02
来源：英斯特朗（上海）试验设备贸易有限公司（美国instron）
核心原理
疲劳试验机通过模拟材料或零部件在交变载荷下的长期受力状态，评估其疲劳寿命与性能。其核心原理基于应力-寿命（S-N）曲线理论，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
伺服液压缸或电动缸：提供精确控制的交变载荷，频率范围覆盖0.1Hz至数百Hz。
作动头：连接试样并传递载荷，支持单轴、双轴或多轴加载模式。
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、数据采集与处理功能，支持疲劳寿命预测与失效分析。
传感与测量系统
力传感器：测量加载力值，精度通常达±0.5%FS。
应变片/引伸计：监测试样变形，结合数字图像相关（DIC）技术实现全场应变分析。
环境模拟系统（可选）
高低温箱、腐蚀介质槽等，模拟工况下的疲劳行为。
技术优势
高精度：载荷分辨率达0.1N，位移精度±0.01mm。
多功能性：支持拉伸-压缩、扭转、弯曲等复合加载模式。
智能化：结合AI算法自动优化试验参数，缩短研发周期。
疲劳试验机作为材料性能评估的关键设备，其原理与结构的持续创新为航空航天、汽车、生物医学等领域的高可靠性设计提供了核心支撑。
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