前言
目前,隨新材料以及汽車、飛機、航天器、公路交通錨具產(chǎn)品等市場上動態(tài)試驗的增多,如何選擇合適的動態(tài)疲勞試驗設備成為工程師面臨的一道難題,對于動輒幾十萬、百萬,甚至近千萬的設備,需要用戶認真的考慮。本文就目前市場上的疲勞試驗所采用的技術(shù)做了簡單的對比,希望能對大家有所幫助。
技術(shù)要點對比
序號 | 比較內(nèi)容 | 脈動疲勞 | 電液伺服疲勞 |
1 | 結(jié)構(gòu)形式 | 使用電機帶動的曲柄連桿機構(gòu)驅(qū)動一個柱塞泵,將液壓油打入作動器的油缸中以驅(qū)動活塞頂出 | 采用動擺式伺服閥、射流管式伺服閥控制作動器 |
2 | 作動器結(jié)構(gòu) | 柱塞式結(jié)構(gòu),回程通過彈簧拉回 | 雙出頭等截面作動器 |
3 | 負荷控制方式 | 通過調(diào)整溢流閥進行控制,控制系統(tǒng)不能控制負荷大小,開環(huán)控制 | 通過控制器進行閉環(huán)控制,可準確控制 |
4 | 位移控制 | 不能控制 | 可準確控制 |
5 | 變形控制 | 不能控制 | 可準確控制 |
6 | 輸出波形 | 正弦波 | 正弦波、三角波、梯形波、方波以及給定的任意波形 |
7 | 頻率范圍 | ≤8Hz,且zui小頻率≥0.5Hz | 0.001-100Hz或更高 |
8 | 控制形式 | 開環(huán)控制 | 閉環(huán)控制 |
9 | 載荷比范圍 | 0.1-0.9 | -1~0.9 |
10 | 疲勞形式 | 拉拉疲勞 | 拉拉疲勞、拉壓疲勞、壓壓疲勞 |
11 | 綜合技術(shù)比較 | 伺服閥無法大量應用時的技術(shù),目前已淘汰,成本較低,節(jié)能;只能做動態(tài)試驗,不能做動剛度試驗、靜態(tài)拉壓試驗 | 閉環(huán)控制,可進行位移、負荷控制,主流技術(shù),頻率范圍寬廣,控制類型多;可做動態(tài)疲勞試驗,動剛度試驗,也可做靜態(tài)拉、壓試驗 |
12 | 目前應用 | 早期設備,目前僅有結(jié)構(gòu)等要求較低的尚在使用 | 航空、汽車、材料(金屬、非金屬)疲勞全部采用電液伺服技術(shù), |
13 | 可擴展性 | 不具有擴展性 | 較強的擴展能力,更換夾具、更改軟件程序即可進行不同的疲勞試驗 |
14 | 成本 | 成本較低 | 成本較高 |
結(jié)論:
通過上述技術(shù)要點對比,我們可以看出脈動疲勞技術(shù)已處于明顯技術(shù)略勢,與電液伺服疲勞已不可同等對比,僅僅在8Hz以下的產(chǎn)品上部分使用,并且由于自身結(jié)構(gòu)的影響,不能進行控制,所以市場應用越來越少。從市場應用也可以看出,在國外市場上幾乎沒有廠家在生產(chǎn)脈動疲勞試驗機,而在國內(nèi),也僅有很少的廠家生產(chǎn)。但是,對于脈動疲勞技術(shù),在疲勞試驗理論發(fā)展得早期,以及伺服閥技術(shù)無法大量應用的時候,脈動疲勞試驗機也確實發(fā)揮了不少的作用。
電液伺服疲勞系統(tǒng)有許多優(yōu)點,其中zui突出的就是響應速度快、輸出功率大、測量和控制精度高,因而目前在航空、航天、軍事、冶金、交通、工程機械等領(lǐng)域得到了廣泛的應用。電液伺服技術(shù)是實現(xiàn)動態(tài)高周疲勞、程控疲勞和低周疲勞以及靜態(tài)的恒變形速率、恒負荷速率和各種模擬仿真試驗系統(tǒng)的*技術(shù)手段。目前已是上測控領(lǐng)域的主流,國內(nèi)也正在往這個方向發(fā)展。
使用電液伺服閥對疲勞試驗機進行控制,可以實現(xiàn)、連續(xù)的壓力控制,不僅能瞬時輸出脈沖,而且可以由計算機控制其輸出正弦波、三角波或方波,使得疲勞試驗機的功能得以大大加強。不但可以做動態(tài)疲勞試驗,還可以做試件的靜態(tài)性能試驗。而且由于在動態(tài)疲勞試驗中使用電液伺服閥進行載荷控制,可以地控制輸出zui小試驗負荷和zui大試驗負荷,不會產(chǎn)生由于負荷輸出不準確帶來的疲勞壽命的測量誤差。
操作簡潔、方便,使用者只需在電腦上輸入相應的試驗參數(shù),系統(tǒng)即可全自動完成整個試驗過程,不必再由人工進行繁雜的調(diào)整。同時,由于系統(tǒng)程序的靈活性,各種非正常狀況均可被監(jiān)測并處理,而且安全。
zui后,越來越多的用戶放棄使用脈動疲勞試驗機而轉(zhuǎn)向購買電液伺服疲勞試驗機。這已是測控試驗領(lǐng)域的主導趨勢。