剖析高频疲劳试验机的原理和特点

疲劳试验，是利用疲劳试验机来测定试样在各种环境下的疲劳性能，并研究其断裂过程的试验。疲劳试验可以预测材料或构件在交变载荷作用下的疲劳强度，一般该类试验周期较长，所需设备比较复杂。

按频率，疲劳试验机可分为低频疲劳试验机、中频疲劳试验机、高频疲劳试验机、超高频疲劳试验机。低频低于30Hz的称为低频疲劳试验机，30-100Hz的称为中频疲劳试验机，100-300Hz的称为高频疲劳试验机。300Hz以上的称为超高频疲劳试验机。机械与液压式一般为低频，机电驱动为中频和低频，电磁谐振式为高频，气动式和声学式为超高频。

高频疲劳试验机是基于系统共振原理进行工作的，其主机系统采用了多个自由度的力学模型进行优化设计。它主要由框架、电磁激振器、主振弹簧、测力传感器、试样、及主振系统的配置质量构成机械振动系统，振动由电磁激振器来激励和保持。当激振器产生的激振力的频率和相位与振动系统的固有频率基本一致时，系统便发生了共振，这时配置质量在共振状态下所产生的惯性力，往复作用在试样上，来完成对试样的疲劳试验。主机谐振性能设计的好坏直接关系到系统是否能够正常的工作，是关键环节。

测控系统的工作主要有两个作用:一是准确的测量出试件所受的力值(均值和动态峰值) ;二是产生一个幅度可控的与主机共振频率相一致，与振动系统阻尼力相位相反的激振力来抵消阻尼力，以维持系统振动。电气系统根据不同的控制方式,结构及组成也不相同。但具备的共性部分有：测力传感器及其对应的放大器、峰谷值及均值测量部分、指令设定、比例控制、功率驱动等部分组成。

由于该系统是建立在系统共振原理的基础上工作，所以高频疲劳试验机比其它各种类型的疲劳试验机效率都高，，主要体现在工作频率高、能量消耗低。另外，使用操作方便试验波形好，其波形失真度在动态试验机中小，耗能低。所以将被持续、广泛地应用在航空、航天、冶金、高等院校科研和教学及工业生产等各个领域。