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技術文章

Technical articles
電液伺服疲勞與脈動疲勞的區(qū)別
更新時間:2015-01-07 點擊次數(shù):2512

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做了簡單的對比,希望能對大家有所幫助。

技術要點對比

序號

比較內(nèi)容

脈動疲勞

電液伺服疲勞

1

結構形式

使用電機帶動的曲柄連桿機構驅(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

作動器結構

柱塞式結構,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

綜合技術比較

伺服閥無法大量應用時的技術,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,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,目前僅有結構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,

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

結論:

通過上述技術要點對比,我們可以看出脈動疲勞技術已處于明顯技術略勢,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,并且由于自身結構的影響,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,在疲勞試驗理論發(fā)展得早期,以及伺服閥技術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、工程機械等領域得到了廣泛的應用。電液伺服技術是實現(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*技術手段。目前已是上測控領域的主流,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。這已是測控試驗領域的主導趨勢。

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