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一、工作原理描述。
1、 脈動(dòng)疲勞試驗機的工作原理。
液壓脈動(dòng)疲勞試驗機的基本工作原理為：電機帶動(dòng)曲柄連桿機構，驅動(dòng)脈動(dòng)頭（相當于柱塞泵）運動(dòng)，將液壓油打入作動(dòng)器，作動(dòng)器活塞桿向下運動(dòng)，對被試件施壓?；钊麠U與缸體間附著(zhù)拉簧，通過(guò)拉簧，活塞桿復位。此過(guò)程往復執行，形成脈動(dòng)載荷。
加載頻率通過(guò)調整電機的轉速實(shí)現，電機為勵磁調速電機，轉速調整范圍對應的試驗頻率一般為0.5-8Hz；
作動(dòng)器往復行程通過(guò)調整曲柄連桿的偏心實(shí)現，具體的行程受液壓脈動(dòng)量的限制，噸位越大，行程越小。如400mL排量的主機，使用500kN作動(dòng)器時(shí)，行程為15mm;如采用兩套作動(dòng)器，行程則減少為7.5mm。對于800mL排量的主機，則相應行程提高一倍。
2、 電液伺服試驗系統的工作原理。
電液伺服試驗系統的基本組成包括伺服作動(dòng)器、液壓泵站以及控制系統。系統的關(guān)鍵元器件為電液伺服閥，伺服閥作為電子——液壓轉換器件，可靈活地將電子信號轉化為液壓信號，使伺服作動(dòng)器在控制系統的控制下，完成各類(lèi)動(dòng)靜態(tài)加載功能?；竟ぷ髟頌?，控制系統發(fā)出電信號，伺服閥動(dòng)作，伺服作動(dòng)器動(dòng)作，試驗力或位移信號反饋回控制系統，控制系統運算后后，再次發(fā)出控制信號。此過(guò)程循環(huán)往復，完成各類(lèi)加載試驗。
二、優(yōu)缺點(diǎn)分析。
由上述兩類(lèi)系統的基本工作原理可以看出。
液壓脈動(dòng)疲勞試驗機通過(guò)機械運動(dòng)實(shí)現液壓施載，屬于機械——液壓轉換系統。由于機械系統，特別是慣性輪的蓄能作用，在節能方面有明顯的優(yōu)勢。500kN、400mL排量系統的電機功率通常不超過(guò)11kw,1000kN、800mL排量系統通常不超過(guò)22kW。
但在其他方面，與電液伺服試驗系統相比，卻具有明顯的劣勢：
1、 只能單向加載，不具備雙向加載能力。
2、 作動(dòng)器活塞的后退依靠彈簧解決，無(wú)法跟蹤試件自身的回彈。
3、 波形單一，只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的正弦波波形加載。
4、 壓力傳感器間接測力，動(dòng)態(tài)試驗力的準確度不高。
5、 各類(lèi)試驗調節功能通過(guò)復雜的機電面板完成，操作相對復雜。
6、 無(wú)法進(jìn)行位移控制加載功能，試驗力的保持與調節通過(guò)液壓保持閥完成，動(dòng)態(tài)力精度不高。
7、 機械結構復雜，試驗功能不靈活等。
而電液伺服試驗系統，由于采用伺服閥作為控制元件，因此屬于電——液轉換系統。電液系統可將靈活的電子技術(shù)與高功率輸出的液壓技術(shù)進(jìn)行有機結合。特別是現代計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，使得電液伺服技術(shù)的應用能力呈現了更大的發(fā)展空間。主要技術(shù)優(yōu)勢包括：
1、 加載方式靈活，作動(dòng)器雙向移動(dòng)，既可進(jìn)行位移控制，也可進(jìn)行試驗力控制。
2、 試驗波形種類(lèi)豐富：正弦波、方波、三角波、正矢波、斜波。根據需要，還可進(jìn)行道路譜波形輸入、功率譜密度波形輸入等。各類(lèi)波形也可有效組合，完成各類(lèi)復雜試驗。
3、 以計算機屏幕為操作界面，用戶(hù)不再面對復雜的儀器面板，點(diǎn)擊鼠標即可完成所有試驗操作。
4、 負荷傳感器、位移傳感器直接測量試樣受力與變形，測量精度與控制精度高。
5、 配置方式靈活。不同規格作動(dòng)器與不同規格泵站的有效組合，即可搭建各類(lèi)滿(mǎn)足需要的試驗系統。
6、 試驗頻率范圍大，理論上的最高試驗頻率可高達1000Hz。
7、 既可完成動(dòng)態(tài)疲勞試驗，還可完成靜態(tài)性能試驗。試驗軟件的靈活性可得以充分的發(fā)揮，試驗控制與數據處理軟件可高度一體，功能靈活。
當然，電液伺服試驗系統由于伺服系統的固有特性，與脈動(dòng)疲勞比較，耗電相對較大，使用成本相對較高。
當前，電液伺服試驗系統已廣泛應用于試驗測試各領(lǐng)域，是國內外動(dòng)靜態(tài)測試領(lǐng)域的主流系統，也是未來(lái)該領(lǐng)域的主流產(chǎn)品。目前，國際上已基本淘汰了脈動(dòng)疲勞試驗系統的研制開(kāi)發(fā)，電液伺服試驗技術(shù)在計算機技術(shù)的帶動(dòng)下，將更加蓬勃的向前發(fā)展。 |
