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電液伺服疲勞與脈動(dòng)疲勞的區(qū)別
前言
目前，隨新材料以及汽車、飛機(jī)、航天器、公路交通錨具產(chǎn)品等市場(chǎng)上動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的增多，如何選擇合適的動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)設(shè)備成為工程師面臨的一道難題，對(duì)于動(dòng)輒幾十萬、百萬，甚至近千萬的設(shè)備，需要用戶認(rèn)真的考慮。本文就目前市場(chǎng)上的疲勞試驗(yàn)所采用的技術(shù)做了簡(jiǎn)單的對(duì)比，希望能對(duì)大家有所幫助。
技術(shù)要點(diǎn)對(duì)比
序號(hào) | 比較內(nèi)容 | 脈動(dòng)疲勞 | 電液伺服疲勞 |
1 | 結(jié)構(gòu)形式 | 使用電機(jī)帶動(dòng)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)一個(gè)柱塞泵，將液壓油打入作動(dòng)器的油缸中以驅(qū)動(dòng)活塞頂出 | 采用動(dòng)擺式伺服閥、射流管式伺服閥控制作動(dòng)器 |
2 | 作動(dòng)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(dòng)器 |
3 | 負(fù)荷控制方式 | 通過調(diào)整溢流閥進(jìn)行控制，控制系統(tǒng)不能控制負(fù)荷大小，開環(huán)控制 | 通過控制器進(jìn)行閉環(huán)控制，可準(zhǔn)確控制 |
4 | 位移控制 | 不能控制 | 可準(zhǔn)確控制 |
5 | 變形控制 | 不能控制 | 可準(zhǔn)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(yīng)用時(shí)的技術(shù)，目前已淘汰，成本較低，節(jié)能；只能做動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，不能做動(dòng)剛度試驗(yàn)、靜態(tài)拉壓試驗(yàn) | 閉環(huán)控制，可進(jìn)行位移、負(fù)荷控制，主流技術(shù)，頻率范圍寬廣，控制類型多；可做動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)，動(dòng)剛度試驗(yàn)，也可做靜態(tài)拉、壓試驗(yàn) |
12 | 目前應(yīng)用 | 早期設(shè)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(kuò)展性 | 不具有擴(kuò)展性 | 較強(qiáng)的擴(kuò)展能力，更換夾具、更改軟件程序即可進(jìn)行不同的疲勞試驗(yàn) |
14 | 成本 | 成本較低 | 成本較高 |
結(jié)論：
通過上述技術(shù)要點(diǎn)對(duì)比，我們可以看出脈動(dòng)疲勞技術(shù)已處于明顯技術(shù)略勢(shì)，與電液伺服疲勞已不可同等對(duì)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(jìn)行控制，所以市場(chǎng)應(yīng)用越來越少。從市場(chǎng)應(yīng)用也可以看出，在國外市場(chǎng)上幾乎沒有廠家在生產(chǎn)脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)機(jī)，而在國內(nèi)，也僅有很少的廠家生產(chǎn)。但是，對(duì)于脈動(dòng)疲勞技術(shù)，在疲勞試驗(yàn)理論發(fā)展得早期，以及伺服閥技術(shù)無法大量應(yīng)用的時(shí)候，脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)機(jī)也確實(shí)發(fā)揮了不少的作用。
電液伺服疲勞系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)，其中zui突出的就是響應(yīng)速度快、輸出功率大、測(cè)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(jī)械等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。電液伺服技術(shù)是實(shí)現(xiàn)動(dòng)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(fù)荷速率和各種模擬仿真試驗(yàn)系統(tǒng)的*技術(shù)手段。目前已是上測(cè)控領(lǐng)域的主流，國內(nèi)也正在往這個(gè)方向發(fā)展。
使用電液伺服閥對(duì)疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)、連續(xù)的壓力控制，不僅能瞬時(shí)輸出脈沖，而且可以由計(jì)算機(jī)控制其輸出正弦波、三角波或方波，使得疲勞試驗(yàn)機(jī)的功能得以大大加強(qiáng)。不但可以做動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)，還可以做試件的靜態(tài)性能試驗(yàn)。而且由于在動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)中使用電液伺服閥進(jìn)行載荷控制，可以地控制輸出zui小試驗(yàn)負(fù)荷和zui大試驗(yàn)負(fù)荷，不會(huì)產(chǎn)生由于負(fù)荷輸出不準(zhǔn)確帶來的疲勞壽命的測(cè)量誤差。
操作簡(jiǎn)潔、方便，使用者只需在電腦上輸入相應(yīng)的試驗(yàn)參數(shù)，系統(tǒng)即可全自動(dòng)完成整個(gè)試驗(yàn)過程，不必再由人工進(jìn)行繁雜的調(diào)整。同時(shí)，由于系統(tǒng)程序的靈活性，各種非正常狀況均可被監(jiān)測(cè)并處理，而且安全。
zui后，越來越多的用戶放棄使用脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)機(jī)而轉(zhuǎn)向購買電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)。這已是測(cè)控試驗(yàn)領(lǐng)域的主導(dǎo)趨勢(shì)。