基于測試需求的疲勞試驗機系統化選型策略

1. 測試對象和材料是什么？

金屬材料： 如鋼材、鋁合金（高周疲勞）

高分子材料/塑料/橡膠： （低周疲勞、熱疲勞）

復合材料： 如碳纖維（需要特殊夾具和考慮各向異性）

具體零部件： 如骨骼、汽車懸掛、葉片、血管支架等。

2. 需要哪種類型的疲勞測試？

高周疲勞： 載荷較低，循環次數高（通常 > 10^5-10^7 次），主要用于材料基礎性能研究。

低周疲勞： 載荷高，循環次數低（通常 < 10^5 次），伴有塑性變形，常用于評估結構件的壽命。

裂紋擴展速率測試： 研究已有裂紋在循環載荷下的擴展情況。

熱機械疲勞： 載荷和溫度同時循環變化，用于發動機葉片等高溫部件。

高頻疲勞/振動疲勞： 使用高頻激振器，模擬振動環境。

3. 載荷要求是多少？

動態力范圍： 您需要施加的最大拉力和壓力是多少？（單位：kN， 如 ±50kN, ±100kN）。這是選擇作動器和框架剛度的核心依據。

靜態力： 是否需要保持恒定的靜態載荷？

4. 測試頻率范圍是多少？

金屬高周疲勞通常希望頻率高一些（如 50-200Hz）以縮短測試時間。

零部件、復合材料或橡膠等材料，由于材料本身阻尼或結構復雜性，頻率通常較低（0.1-10Hz）。

注意： 頻率越高，對設備動態性能要求越高，也可能引起試件發熱，影響結果。

5. 試件尺寸和裝夾方式？

試件的幾何尺寸和連接方式決定了您需要什么樣的夾具（如螺紋連接、孔銷連接、專用工裝等）。

---

第二步：了解疲勞試驗機的主要類型和結構

確定了類型后，需要仔細對比不同品牌和型號的具體參數。

1. 作動器（核心部件）

最大動態力： 確保留有20%-30%的余量，不要滿負荷使用。

頻率范圍： 確認其工作頻率范圍覆蓋您的測試需求。

振幅/行程： 滿足試件變形量的要求。

精度： 包括力、位移、變形的控制與測量精度。

2. 控制系統與軟件

控制模式： 是否支持力、位移、應變（引伸計）等多種控制模式及其平滑切換？

波形生成： 能否生成正弦波、三角波、方波、斜波以及自定義波形？

測試譜： 能否導入復雜的載荷譜（如道路譜、飛行譜）進行模擬測試？

軟件易用性： 界面是否友好？測試序列編輯是否靈活？數據采集和處理功能是否強大？

安全性： 是否有完備的安全連鎖保護機制（如力、位移、變形超限保護）？

3. 主機框架

剛度： 框架必須有足夠的剛度，以確保在最大動態載荷下變形極小，保證加載的準確性和試驗結果的可靠性。

工作空間： 是否能容納您的試件和必要的夾具、環境箱等附件？

第四步：考慮必要的附件和配套設施

夾具： “測試的成功始于夾具"。必須根據試件專門設計或選購，確保裝夾可靠，避免在夾具處斷裂。

環境箱： 是否需要高低溫、腐蝕介質等環境模擬？

引伸計： 用于精確測量試樣的標距變形，對于應變控制和低周疲勞測試至關重要。

數據采集系統： 確保通道數和采樣率滿足要求。

基礎設施：

第五步：品牌、預算與售后服務

1. 品牌與供應商：

國際品牌：如 Instron（英斯特朗）、MTS、ZwickRoell（茲韋克）、Shimadzu（島津） 等，技術成熟，性能穩定，但價格昂貴。

國內優秀品牌：如凱爾測控、南京尼歐 等，性價比高，售后服務響應快，近年來技術進步顯著。

選擇有良好聲譽、技術實力強的供應商。

2. 預算：

不僅包括設備本身，還應考慮：

附件費用（夾具、環境箱等，可能占很大比例）

安裝調試費

培訓費

后續的維護保養和備件成本

3. 售后服務與技術支撐：

供應商是否能提供及時、專業的技術支持、維修和校準服務？

備件的供應周期和價格如何？

操作培訓是否到位？

總結：選擇流程清單

1. 定義需求： 材料、零件、載荷、頻率、測試類型。

2. 初選類型： 電動 vs. 液壓 vs. 諧振。

3. 考察參數： 作動器性能、框架剛度、控制軟件。

4. 確定附件： 夾具、環境箱、測量儀器。

5. 評估供應商： 品牌、技術能力、報價、售后服務。

6. 實地考察： 如果可能，參觀供應商的演示實驗室或已有用戶，親眼看看設備運行情況。