技術(shù)新秀場(chǎng)｜材料疲勞試驗(yàn)機(jī)加載框架技術(shù)

2024-07-09 00:00:00 · 中機(jī)試驗(yàn)

中機(jī)試驗(yàn)電液伺服動(dòng)靜疲勞試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品介紹中機(jī)試驗(yàn)電液伺服動(dòng)靜疲勞試驗(yàn)機(jī)主要用于測(cè)試各種金屬材料、高強(qiáng)塑料以及類似材料的動(dòng)靜力學(xué)性能。被廣泛應(yīng)用在動(dòng)態(tài)高周疲勞(HCF)、低周疲勞(LCF)、程控疲勞、裂紋

中機(jī)試驗(yàn)電液伺服動(dòng)靜疲勞試驗(yàn)機(jī)

產(chǎn)品介紹

中機(jī)試驗(yàn)電液伺服動(dòng)靜疲勞試驗(yàn)機(jī)主要用于測(cè)試各種金屬材料、高強(qiáng)塑料以及類似材料的動(dòng)靜力學(xué)性能。被廣泛應(yīng)用在動(dòng)態(tài)高周疲勞(HCF)、低周疲勞(LCF)、程控疲勞、裂紋擴(kuò)展速率、斷裂韌性(KIC、JIC、CTOD等)以及靜態(tài)的恒變形速率、恒負(fù)荷速率和各種常規(guī)的力學(xué)性能試驗(yàn)中。

加載框架技術(shù)

剛性框架是材料疲勞試驗(yàn)機(jī)的內(nèi)力承載機(jī)構(gòu)，通常由與執(zhí)行器連接的加載橫梁、與力傳感器連接的承載橫梁以及支撐立柱、導(dǎo)向立柱組成。

在理論模型構(gòu)建中，通常將框架認(rèn)為是純剛性結(jié)構(gòu)，不存在因外力而產(chǎn)生的形變，例如在位移閉環(huán)控制的單軸向加載工況中，默認(rèn)為試樣受力后產(chǎn)生的形變即為執(zhí)行器所輸出的位移差值，但在實(shí)際工況中，通過執(zhí)行器、夾具、試樣、力傳感器等傳遞施加在框架上的軸向力，會(huì)導(dǎo)致框架受力發(fā)生形變，該形變量會(huì)累積在執(zhí)行器的位移差值中，在進(jìn)行某些彈性體剛度性能測(cè)試時(shí)，加載過程中試樣本身的形變量很小，若忽略框架受力產(chǎn)生的變形，實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果與理論數(shù)據(jù)甚至?xí)a(chǎn)生數(shù)量級(jí)的偏差。

同時(shí)，由于原材料必然存在的材質(zhì)性能不均勻，以及后期加工時(shí)無法做到結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，框架受力后的加載軸線與理論軸線必然產(chǎn)生偏移，最終反饋在試樣上，即為試樣會(huì)承受除軸向力外的偏載力，嚴(yán)重影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性，所以在合理性價(jià)比范圍內(nèi)，具有足夠剛度的框架結(jié)構(gòu)是材料疲勞試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要條件。

自導(dǎo)向框架

自導(dǎo)向框架

自導(dǎo)向框架為支撐立柱兼顧導(dǎo)向功能，通常電液伺服動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)采用自導(dǎo)向框架，落地式與倒置式框架結(jié)構(gòu)形式如圖1所示：

圖1 落地式與倒置式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

承載橫梁通過鎖緊機(jī)構(gòu)施加鎖緊力，與導(dǎo)向立柱抱緊，通過摩擦力鎖緊立柱位置，其結(jié)構(gòu)及受力簡(jiǎn)圖如圖2所示：

圖2 落地式承載橫梁結(jié)構(gòu)及受力簡(jiǎn)圖

圖3 落地式承載橫梁靜態(tài)仿真受力模型

圖4 落地式框架靜態(tài)仿真受力模型

外導(dǎo)向框架

外導(dǎo)向框架為支撐立柱僅用于承載作用，額外設(shè)置導(dǎo)向立柱作為橫梁移動(dòng)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。通常電磁諧振高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)采用外導(dǎo)向框架。

根據(jù)電磁諧振高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)工作原理，主機(jī)框架需保證兩方面，第一有較好的強(qiáng)度，第二還需有較高的剛度，即需要高強(qiáng)度、高剛度兩方面要求的高共振頻率框架，才可確保主機(jī)高頻、大載荷加載的穩(wěn)定性及可靠性。

一般由雙支撐立柱搭配雙導(dǎo)向立柱或者四導(dǎo)向立柱的框架形式，支撐立柱采用內(nèi)循環(huán)雙墊片預(yù)緊式的滾珠絲杠副形式，通過驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠副將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)加載橫量的升降。導(dǎo)向立柱采用表面鍍硬鉻的光杠形式，通過與加載橫梁內(nèi)置的自潤(rùn)滑軸承的過渡配合，起到橫梁升降過程中導(dǎo)向作用，同時(shí)起到增加主機(jī)框架剛度、提高主機(jī)框架共振頻率的作用。