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一、工作原理描述。
1、 脈動疲勞試驗(yàn)機(jī)的工作原理。
液壓脈動疲勞試驗(yàn)機(jī)的基本工作原理為：電機(jī)帶動曲柄連桿機(jī)構(gòu)，驅(qū)動脈動頭（相當(dāng)于柱塞泵）運(yùn)動，將液壓油打入作動器，作動器活塞桿向下運(yùn)動，對被試件施壓。活塞桿與缸體間附著拉簧，通過拉簧，活塞桿復(fù)位。此過程往復(fù)執(zhí)行，形成脈動載荷。
加載頻率通過調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)，電機(jī)為勵磁調(diào)速電機(jī)，轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍對應(yīng)的試驗(yàn)頻率一般為0.5-8Hz；
作動器往復(fù)行程通過調(diào)整曲柄連桿的偏心實(shí)現(xiàn)，具體的行程受液壓脈動量的限制，噸位越大，行程越小。如400mL排量的主機(jī)，使用500kN作動器時，行程為15mm;如采用兩套作動器，行程則減少為7.5mm。對于800mL排量的主機(jī)，則相應(yīng)行程提高一倍。
2、 電液伺服試驗(yàn)系統(tǒng)的工作原理。
電液伺服試驗(yàn)系統(tǒng)的基本組成包括伺服作動器、液壓泵站以及控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的關(guān)鍵元器件為電液伺服閥，伺服閥作為電子——液壓轉(zhuǎn)換器件，可靈活地將電子信號轉(zhuǎn)化為液壓信號，使伺服作動器在控制系統(tǒng)的控制下，完成各類動靜態(tài)加載功能。基本工作原理為，控制系統(tǒng)發(fā)出電信號，伺服閥動作，伺服作動器動作，試驗(yàn)力或位移信號反饋回控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)運(yùn)算后后，再次發(fā)出控制信號。此過程循環(huán)往復(fù)，完成各類加載試驗(yàn)。
二、優(yōu)缺點(diǎn)分析。
由上述兩類系統(tǒng)的基本工作原理可以看出。
液壓脈動疲勞試驗(yàn)機(jī)通過機(jī)械運(yùn)動實(shí)現(xiàn)液壓施載，屬于機(jī)械——液壓轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。由于機(jī)械系統(tǒng)，特別是慣性輪的蓄能作用，在節(jié)能方面有明顯的優(yōu)勢。500kN、400mL排量系統(tǒng)的電機(jī)功率通常不超過11kw,1000kN、800mL排量系統(tǒng)通常不超過22kW。
但在其他方面，與電液伺服試驗(yàn)系統(tǒng)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、 作動器活塞的后退依靠彈簧解決，無法跟蹤試件自身的回彈。
3、 波形單一，只能進(jìn)行簡單的正弦波波形加載。
4、 壓力傳感器間接測力，動態(tài)試驗(yàn)力的準(zhǔn)確度不高。
5、 各類試驗(yàn)調(diào)節(jié)功能通過復(fù)雜的機(jī)電面板完成，操作相對復(fù)雜。
6、 無法進(jìn)行位移控制加載功能，試驗(yàn)力的保持與調(diào)節(jié)通過液壓保持閥完成，動態(tài)力精度不高。
7、 機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，試驗(yàn)功能不靈活等。
而電液伺服試驗(yàn)系統(tǒng)，由于采用伺服閥作為控制元件，因此屬于電——液轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。電液系統(tǒng)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(jī)結(jié)合。特別是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得電液伺服技術(shù)的應(yīng)用能力呈現(xiàn)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，作動器雙向移動，既可進(jìn)行位移控制，也可進(jìn)行試驗(yàn)力控制。
2、 試驗(yàn)波形種類豐富：正弦波、方波、三角波、正矢波、斜波。根據(jù)需要，還可進(jìn)行道路譜波形輸入、功率譜密度波形輸入等。各類波形也可有效組合，完成各類復(fù)雜試驗(yàn)。
3、 以計(jì)算機(jī)屏幕為操作界面，用戶不再面對復(fù)雜的儀器面板，點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可完成所有試驗(yàn)操作。
4、 負(fù)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(guī)格作動器與不同規(guī)格泵站的有效組合，即可搭建各類滿足需要的試驗(yàn)系統(tǒng)。
6、 試驗(yàn)頻率范圍大，理論上的最高試驗(yàn)頻率可高達(dá)1000Hz。
7、 既可完成動態(tài)疲勞試驗(yàn)，還可完成靜態(tài)性能試驗(yàn)。試驗(yàn)軟件的靈活性可得以充分的發(fā)揮，試驗(yàn)控制與數(shù)據(jù)處理軟件可高度一體，功能靈活。
當(dāng)然，電液伺服試驗(yàn)系統(tǒng)由于伺服系統(tǒng)的固有特性，與脈動疲勞比較，耗電相對較大，使用成本相對較高。
當(dāng)前，電液伺服試驗(yàn)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于試驗(yàn)測試各領(lǐng)域，是國內(nèi)外動靜態(tài)測試領(lǐng)域的主流系統(tǒng)，也是未來該領(lǐng)域的主流產(chǎn)品。目前，國際上已基本淘汰了脈動疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)的研制開發(fā)，電液伺服試驗(yàn)技術(shù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的帶動下，將更加蓬勃的向前發(fā)展。 |
