脉动疲劳试验机与电液伺服试验机的特点比较
电液伺服万能试验机工作原理及检验应用分析
电液伺服万能试验机工作原理及检验应用分析
线材质量检验以及质量数据分析，对于线材企业来说是必不可少的。它是提高线材质量的重要手段。文章结合实际，介绍了电液伺服万能试验机的工作原理，及其在线材力学性能检验中的应用，供参考。
标签：电液伺服万能试验机；工作原理；拉伸试验；弯曲试验
1.万能试验机的优点
试验空间合理，安装调整方便；采用高精度负荷传感器和高精度光电编码器测活塞位移，准确度高；试验方案简单灵活，易得到理想的试验结果；选用优质液压元件，确保系统长期、稳定运行；具有超载、限位、超温、超电压等多种保护功能，安全可靠；负荷全程不分档，性能更为优越[1]。
2.试验机的工作原理
电液伺服万能试验机是机电一体化产品，主要由机械部分、液压动力单元、测控系统、计算机数据处理系统、试验结果输出等部分组成。
2.1机械部分
机械部分主要由主机、试样夹持装置、防护装置、温度控制装置等部分组成。主机是试验机的基础，包括一些基础结构件、传动部分、液压执行元件。基础结构件包括底座、主油缸、试台、上下横梁、光杠等。传动部分用于调整试验空间，包括丝杠螺母副、链条传动部分、减速机等。液压执行元件包括主油缸和小活塞组件，主油缸是试验力的来源，小活塞组件提供拉伸试验时的初始夹紧功能[2]。
主机的工作原理是：底座的两侧孔内分别装两根丝杠，丝杠可在底座内转动，但不能轴向移动，传动螺母固定在下横梁上，底座上装有减速机，减速机通过链轮驱动丝杠转动，进而使下横梁上下移动，目的是调整试验空间。底座中央的孔内装有主油缸组件，活塞上端固定负荷传感器，负荷传感器上端安装试台，试台的4个角上装有4根光杠，光杠的顶端支撑着横梁。
3结构动载试验
多层房屋脉动反应记录曲线
➢单层工业厂房脉动反应记录曲线
3.3 振动测量仪器
一、测振传感器原理 质量—弹簧—阻尼系统。 把它固定在振动体上，通过测 量惯性质量相对于传感器外壳 的运动，来获得振动体的振动。
传感器系统的振动方程为： m(x y) cy ky 0
设被测振动为：x X 0 sint，则有 my cy ky mX0 sint
二、 结构动载试验的内容
加载方法：惯性力、电磁激振、疲劳机和液压振 动台、爆炸冲击
测定振源特性：测定振动的大小、方向、频率及 其规律。
测定结构动力特性：结构自振频率、阻尼比和振 型。
测定结构的动力反应：位移（振幅）、速度、加 速度、动应力、动力系数
3.2 动载试验加载方法
一、 惯性力加载法 利用物体质量在运动时产生的惯性力对结构
炸药量和离距爆心的距离：按要求模拟的地震烈 度，考虑实际场地条件的特点，由要求的地面质 点运动的最大速度，确定炸药量和爆心至试验结 构的距离。一般来说，要使人工爆炸接近于天然 地震波，要求炸药量大，试验对象离爆心距离远。
3、人激振加载
利用人在结构物上的有规律的活动，即人的身体 作与结构自振周期同步的前后运动，使其产生足 够大的惯性力，对结构激振加载。适合于自振频 率比较低的大型结构。例如：利用这种方法曾在 一座15层的钢筋混凝土建筑上取得了振动记录。
发动机气缸体疲劳试验研究
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｏ ｔｇ ｅ Ｔｅ ｔ Ｏ ｇ ｎ ｌ ｄ ｒ Ｂｌ ｃ ｓ ａ ｃ ｎ Ｆａ ｉ ｕ ｓ ｆ Ｅｎ ｉ ｅ Ｃｙ ｉ ｅ ｏ ｋ ｎ
ＣＨＥＮ Ｘｕ － ａ ｇ． Ｉ ｅ ｇ ｎ Ｌ Ｈｕ— ｕ ｎ， ＡＮ Ｙｕ ｍｉｏ ｉｙ ａ ＴＩ — ａ
机 开发 的早 期 阶段 ，也 用于对 发 动机零 部件进 行 初 期 的试验 ， 以确 定其 可靠 性 。 在 确 定 气 缸 体 疲 劳 试验 中所 施 加 的 脉 冲压 力
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汽 车 工 艺与 材 料
・
试 验研究 ・
ＡＵＴｏＭ ｏＢＩ Ｅ Ｌ ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ ＆ Ｍ ＡＴＥＲＩ ＡＬ
文 章 编 号 ：０ ３ ８ １ （０６ ０ — ０ ６ ０ １０ — ８７ ２ ０ ）３ ０ ０ － ３
发动机气 缸体 疲劳试 验研 究
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｎ ｉ ｅ ｃ ｌ ｄ ｒ ｂ ｏ ｋ； ｆｔ ｕ ｅ ｔ ｙ ｒ ｓ ｅ ｇｎ ； ｙｉ ｅ ｌｃ ｎ ａ ｉ ｅ ｔｓ ｇ
气缸体 是 发动机 的基 础部 件 ，在运行 中主要Байду номын сангаас
受气 体爆发 压 力和连 杆 、曲轴运 动系统对 其施 加 的 载荷 。 因此 ， 发动机 设计 中不仅 要求 气缸 体具 有足 在 够 的强度 和刚 度 ， 而且为 了保证 气缸 体 的使用 寿命 ，
中频感应淬火的S48C钢齿轮的弯曲疲劳性能研究
ｆａｔｉｇｕｅ．ＭｅｄｉｕｍｃａｒｂｏｎＳ４８Ｃｓｔｅｅｌｇｅａｒｓｔｈａｔｈａｖｅｂｅｅｎｑｕｅｎｃｈｅｄａｎｄｔｅｍｐｅｒｅｄｗｅｒｅｍｅｄｉｕｍｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｎｄｕｃｔｉｏｎ
ｈａｒｄｅｎｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ，ａｎｄｓｏｍｅｏｆｔｈｅｇｅａｒｓｗｅｒｅｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｓｈｏｒｔｂｌａｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅｇｅａｒｓｗｅｒｅｔａｓｔｅｄｆｏｒ
０ 引言
齿轮是最常用的机械传动件，在传动过程中，承 受交变循 环 载 荷，在 一 定 条 件 下 会 发 生 疲 劳 断 裂。 疲劳断裂是瞬间断裂，会对机械乃至人身安全产生 难以估量的损害。由于齿轮承受的载荷多为交变循 环载荷，因此疲劳破坏是其主要的失效形式。据统 计，飞机、船舶、动力机械、工程机械和石油机械等结 构失效都是由疲劳破坏造成的 。 ［１５］ 因此，研 究 齿 轮的疲劳断裂对工程应用具有实际意义。
ＸＩＥＬｉｎｇｚｈｅｎ１，ＷＡＮＧＺｈｏｎｇ１，ＦＥＮＧＸｉａｎｌｅｉ１，ＺＨＡＮＧＭｉｎ１，ＬＩＵＡｉｊｕｎ２，ＬＩＵＮｉｎｇ２
（１．ＢｕｌｌｄｏｚｅｒＤｉｖｉｓｉｏｎ，ＳｈａｎｔｕｉＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭａｃｈｉｎｅｒｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｎｉｎｇ２７２０７３，ＳｈａｎｄｏｎｇＣｈｉｎａ；
１３８６３７１６２０１ 通信作者：刘宁（１９６２），男，安徽合肥人，教授，从事材料热处理研究工作。联系电话：１３０１３０６１３０６
疲劳试验研究的动态评述
文 章 编 号 ：１０ — １ ６２０ ）４ ０ ０ — ３ ００ ８３ （０ ８０— １９ ０
１ 疲劳试 验的必 要性
用理论方法来 预测材料或构件在交变载荷作用下 的疲 劳强 度 之 前 ， 行 疲 劳试 验 是 必 不 可 少 的 。尽 管疲 劳试 验 需 要 相 当复 进 杂的试验设备 ， 其试验周期一般也 比较长 ， 但其必要性是不 言而 喻的， 主要体现在以下几个方面。 （） １普通的力学试验 ， 像静力拉伸 、 强度 、 硬度和冲击试验 ， 都 不能够提供材料在反复交变载荷作用 下的性能 。 （ ） 目前 的知 识 和 方 法 进行 应 力 分 析所 得结 果 只 能 是 定性 ２用 地或者近似地描述疲劳特性 。在多数情况下 ， 为了改变或改进零 件结构必须对结构进行疲劳试验。 （） ３对一个 已造好的结构 ， 通常要进行 全尺寸 的疲劳试验 以 获得疲劳破坏的关 键区（ 一般是隐伏的 ） 和破坏顺序的资料 。有 时 ， 实 际 结 构进 行 疲 劳 试 验 以规 定 检 查 和维 修 时 间 表 （ 如 ， 对 例 按 照 损 伤 一安 全 或 损 伤 一允 许 的 准 则设 计 的 结 构 ） 。 （） ４ 疲劳破坏常常是在正常使用期间突然发生 的 ， 如果我们 能在较短 的时间内获得疲劳累积损伤过程的资料 ， 通过对构件或 结构进行加速疲 劳试验 ， 利用试验分析结果 ， 我们可以在疲劳破 坏发生之前采取有效的预防措施 ， 避免事 故发生 。 （ ） 目前 的疲劳寿命预测方法得出的结果具有较大的离散 ５用 性， 要想获得更准确更可靠 的结果必须借助疲 劳试验加以校核 。
材料性能与测试第五章 材料的疲劳性能
§目 录
§5.1 疲劳破坏的一般规律 §5.2 疲劳破坏的机理 §5.3 疲劳性能指标和测试 §5.4 影响疲劳断裂的因素 §5.5 热疲劳
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§5.1 疲劳破坏的一般规律
一、疲劳破坏的变动应力
工件在变动载荷和应变长期作用下，因累计损伤而引 起的断裂现象。
变动载荷：载荷大小方向随时间变化；
变动应力：变动载荷除以单位面积的平均值；分为循 环应力和随机应力；
14
§5.2 疲劳破坏的机理
一、金属材料疲劳破坏的机理
——疲劳裂纹的萌生和扩展Crack Initiation and Propagation
1、疲劳微裂纹由不均匀滑移和显微开裂引起。 ①表面滑移带开裂；第二相、夹杂物与基体相界面或夹杂物本
身断裂；晶界或亚晶界处开裂。 ②在环载荷作用下,即使循环应力不超过屈服强度，也会在试件
Kf =σ-1/σ-1N；
0<qf<1;
故有明显的裂纹萌生和缓慢亚稳扩展阶段，相应的断口上 有明显的疲劳源和疲劳扩展区，这是疲劳断裂的主要断口 特征。
10
4、疲劳宏观断口分析
1)、典型疲劳断口具有3个特征区 —疲劳源、疲劳裂纹扩展区(疲劳区)、瞬断区。
2)、疲劳源特点： ✓ 多出现在机件表面，常和缺口、裂纹等缺陷及内部冶金缺陷
(夹杂、白点等)有关。 ✓ 疲劳源区比较光亮，该区表面硬度有所提高。 ✓ 疲劳源可以是一个，也可以是多个。
PMS-500脉动疲劳加载的动态试验力修正
PMS-500脉动疲劳加载的动态试验力修正
卫军;陈涛;黄敦文;王陈贵生;李松林
【摘要】In view of the distortion problem of dynamic test force from concrete beam stiffness degradation in the process of fatigue loading, and based on the working principle of PMS-500 hydraulic pulsation fatigue testing machine, a correction method using the correction coefficient of inertia force for the dynamic test force was proposed. And it was applied to the modification of the dynamic test force of the fatigue test of seven prestressed concrete beams. The results show that during the fatigue loading of prestressed concrete beams, the correction coefficient of inertia force is about 2.5%. Dynamic test force deviates from the pre added fatigue loading value in a three-stage increasing rule. After correction, the maximum error of the lower limit of load is about 5%, and the maximum error of the higher limit of load is about 1.3%. Therefore, the accuracy of the method is verified.%针对混凝土梁疲劳过程刚度退化造成的动态试验力失真问题,基于PMS-500液压脉动疲劳试验加载工作原理,提出采用惯性力修正系数的动态试验力修正方法,并应用于7片预应力混凝土梁疲劳试验过程的动态试验力修正.研究结果表明:疲劳加载全过程中惯性力修正系数为2.5%左右,动态试验力呈三阶段递增的规律偏离疲劳加载预加值,修正后加载下限值的最大修正误差为5%左右,上限值的最大修正误差为1.3%左右,验证了本文修正方法的准确性.
电液伺服动静万能试验机用途及特点
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一、功能用途
电液伺服动静万能试验机主要用于检测各种材料、零部件、弹性体、橡胶弹性体和减振器地动、静态力学性能试验.能在正弦波、三角波、方波、梯形波、斜波、用户自定义波形下进行拉伸、压缩、弯曲、低周和高周疲劳、裂纹扩展、断裂力学试验.资料个人收集整理，勿做商业用途
试验机操作灵活方便，移动横梁升降、锁紧、试样夹持均由按钮操作完成，采用先进地液压伺服驱动技术加载、高精度动态负荷传感器和高分辨率磁致伸缩位移传感器测量试件力值和位移.资料个人收集整理，勿做商业用途
全数字化地测控系统实现力、位移、变形闭环控制，强大地数据处理功能，试验软件在中文环境下工作，试验条件和试验结果自动存盘，显示和打印.试验过程全部纳入计算机控制，试验机是科研院所、冶金建筑、国防军工、大专院校、机械制造、交通运输等行业理想地高性价比地试验系统.符合《试验机通用技术要求》、《电液伺服万能试验机》、《金属轴向疲劳试验方法》、《拉压疲劳试验机技术条件》、《金属材料室温拉伸试验方法》等标准要求.资料个人收集整理，勿做商业用途
二、性能特点
、试验机主机：两根立柱、底座、横梁构成封闭式框架结构，机架刚度大，无反向间隙，稳定性好.双立柱外表面采用电镀硬铬处理.伺服作动器（油缸）下置，采用双向作用油缸活塞设计，试样夹持调整方便灵活.资料个人收集整理，勿做商业用途
、液压伺服泵站：采用无泄露地静音技术，压力输出平稳，无波动，低噪音，散热效果好，过滤精度高，压力超载、油温超温自动保护.资料个人收集整理，勿做商业用途
、关键元器件：采用国际知名品牌——美国伺服阀、美国公司位移传感器、全数字式控制器和高精度负荷传感器.资料个人收集整理，勿做商业用途
电液伺服疲劳试验机工作原理
电液伺服疲劳试验机工作原理
电液伺服疲劳试验机，也称为电磁液压系统的疲劳试验机，是一种新型的仪器，以用
于耐疲劳性能测试的精密机械设备。其主要由电机、液压系统、控制系统等几大部分组成。
电液伺服疲劳试验机工作原理是：其中 motor 将电能转化为机械能，借助联轴器将
电能转化为液压能，通过液压传动系统将液压能转化为机械能，液压泵和电压控制器则控
制液压传动系统，最后由控制器发出控制信号，驱动液压传动系统，使物体的位置、速度
和位置的反馈角度和其他反馈参数能够按照规定的模式调节。
本机构是采用支撑式交错式结构具有较好的平衡性，可以避免机械的非活动振动，从
而使操作时，不会对测量有较大的影响；同时本机构具有较高的定位精度和稳定性，可以
保证测量数据的准确度和稳定性。
控制系统采用了微处理器作为核心技术，可以将系统设置的定位、位移、速度等参数，通过微处理器进行实时管理，从而实现主动控制；因此，本机构具有数值精度高、耐疲劳
能力强、操作简便、性能可靠等优点。
此外，本机构可以根据不同的试验要求，灵活的进行设置，完全可以满足试验的要求；为空气液压传动系统的质量检验和安全验证提供了可靠的测试结果。实现了连续性、高精
度测试，运行安全可靠，对液压电源具有较好的电压稳定性和消耗量低，以及较高的精度
和可靠性等特点。
电液伺服疲劳试验机，是一种针对电磁液压系统的新型仪器，可以满足不断发展的液
压系统及其组件的不同的疲劳测试要求，为液压技术的发展、安全的使用提供了可靠的保证。
电液伺服试验机的原理
电液伺服试验机的原理
一般来说，电液伺服试验机包括液压系统、传动系统、测量系统和控制系统等几个主要部分。
液压系统是电液伺服试验机的能量源，主要由液压泵、油箱、液压阀和液压缸组成。液压泵通过转动提供液压油的高压流动，油箱作为液压油的贮存和冷却器。液压阀是控制压力、流量和方向等参数的装置，它的开合与泵的转速和方向控制信号相关。液压缸负责将液压能转化为机械能，用来实现试验承载和位移的变化。
传动系统是将液压系统提供的能量和位移传递到试验台上的样品上，主要由进给机构、转换机构和传感器组成。进给机构通过传动装置将液压系统提供的位移和力量传递给试验样品，一般采用螺杆传动或液压缸直接推动的形式。转换机构是将液压能转化为机械能的装置，对应不同的试验形式可以选择不同的转换机构。传感器用来测量试验样品的力、位移、应变等物理量，并将其转换为电信号。
测量系统是对试验过程中的参数进行测量和记录，主要包括测力仪、位移传感器和应变计等设备。测力仪是量测试验机产生的力，它一般采用电子或机械式的压力传感器，将受力的变化转换为电信号。位移传感器用来测量试验台上的样品位移或试样变形，常见的位移传感器有电阻片、铈激光位移计、电容测量板等。应变计用来测量试样的应变变化，一般采用电阻栅片应变计或光纤光栅应变计。
控制系统是对试验过程中所需参数进行控制的部分，主要由输入控制台、控制器和执行机构组成。输入控制台用来选择试验类型、参数和设置试验过程。控制器对试验过程中的测试数据进行处理和分析，并生成相应
的控制信号。执行机构根据控制器的信号，通过液压系统传递给转换机构，从而实现试验台上样品的加载和位移。
电子万能试验机与电液伺服万能试验机的区别
电子万能试验机同液压万能试验机有什么区别呢？我们可以从以下几点来看。
1、结构特点
2、使用性能
3、应用范围
一、结构特点：
【电子万能试验机】
（一）采用伺服电机作为动力源，丝杠、丝母作为执行部件，实现试验机移动横梁的速度控制。
传感器有两种：
1、同步带
2、减速机
（二）电子万能试验机均采用负荷传感器。
【液压万能试验机】
1、采用高压液压源为动力源，采用手动阀、伺服阀或比例阀作为控制元件进行控制。
2、电液伺服类万能材料试验机则是采用伺服阀或比例阀作为控制元件进行控制，国内有些厂家亦已经采用高精度负荷传感器来进行测力。
二、使用性能：
【电子万能试验机】
1、电子万能试验机，不用油源，更可清洁，使用维护更方便;
2、试验速度范围可进行调整，试验行程可按需要而定，更灵活;
3、测力精度高，有些甚至能达到0.2%;
4、体积小、重量轻、空间大、方便加配相应装置来做各项材料力学试验，真正做到了一机多用。
5、国内主流试验机厂家生产的电子万能试验机，均可以做到载荷控制、应变控制、位移控制所谓的三闭环控制。
【液压万能试验机】
1、受油源流量的限制，试验速度较低。
2、手动液压万能试验机，操作较为简易，价格便宜，但控制精度较低;
3、电液伺服万能试验机的性能与电子万能试验机相比，除速度低外，控制精度也不逊色;采用负荷传感器的微机控制电液伺服万能试验机；
4、力值精度也可以达到0.5%左右，且在做大吨位的材料力学试验时，更更可靠、更稳定、性价比更高。
三、应用范围：
【电子万能试验机】
1、广泛应用于各种金属、非金属、复合材料、木材、塑料型材、电线电缆、纸张、薄膜、橡胶、医药、食品包装材料、织物等进行拉伸性能指标的测试；
土木工程结构试验总结 2
现代科学研究包括（理论）研究和（试验）研究。
根据不同的试验目的，结构试验可分为（生产鉴定性）试验和（科学研究性）试验。
工程结构试验大致可分为（试验规划 ）、（试验准备）、（试验加载测试 ）和（试验资料整理分析）四个阶段。
试件的数量主要取决于测试参数的多少，要根据各参数的（ 因子数 ）和（水平数）来决定试件数量。
结构在试验荷载作用下的变形可以分为（ 整体 ）变形和（ 局部 ）变形两类。
惠斯顿电桥连接主要有两种方法，即（ 全桥 ）和（ 半桥 ）。
动力试验的振源有（ 自燃振源 ）和（ 人工振源 ）两大类。
、结构自振特性主要包括（自振频率 ）、（ 阻尼 ）和（ 阵型 ）三个参数。
回弹法适用于抗压强度为（ ）—（ ） 的混凝土强度的检测。
结构上的荷载按是否引起结构动力反应分为（ 静力 ）荷载和（ 动力 ）荷载。
气压加载按加载方式的不同可分为（ 正压 ）加载和（ 反压 ）加载。
利用环境随机激振方法可以测量建筑物的（动力特性）。
反力墙大部分是固定式的 它可以是钢筋混凝土或预应力混凝土的（实体墙）或是空腹式的箱型结构。
数据采集就是用（各种仪器）和装置 对数据进行测量和记录。
结构振动时 其位移、速度和加速度等随（时间和空间）发生变化。
模型设计的程序往往是首先确定（几何比例） 再设计确定几个物理量的相似常数。
采用等效荷载时 必须全面验算由于（荷载图式）的改变对结构造成的各种影响。
采用初位移或初速度的突卸荷载或突加荷载的方法 可使结构受一冲击荷载作用而产生（自由振动）。
疲劳试验施加的是一定幅值的（重复荷载） 其荷载上限值是按试件在荷载标准值的最不利组合产生的效应值计算而得的
基于液压伺服和虚拟仪器技术的脉冲试验机设计
需要 对其 进行 改进 。
目前 ， 液压 伺服 技术 以其 响应快 、 控制 精度 高等优
点被 广泛 应用 ， 而且 其发 展 已经 比较 成熟 ， 伺服 控制 策
略 的研 究 也 比较 深人 Ｊ 。文 献 ［ ４ ］ 建立 了一套 由伺 服
随着 工业 的发 展 ， 产 品质量 问题 越来 越受关 注 ， 一 些液 压产 品在 出厂 时 ， 生 产 厂 家需 要 对 其 进行 严 格 的 疲 劳寿命 测试 。脉 冲试 验机 是利用 液压 压力 瞬 间变化
产 生 的脉 动 冲击作 用 ， 对胶管、 钢管 、 冷 却 器 等液 压 辅 件 进行静 压 、 脉 冲测 试 ， 测 试 的脉 冲次 数 一 般 是 几 万
作者简介 ： 陈东 宁（ １ ９ ７ ８ 一） ， 女， 河北抚 宁人 ， 副教授 ， 工学博 士， 研究方 向为轧制规程优化 、 液压系统故障诊断及可靠性。
虚拟 仪器 技术 的优 势在 于用 户 可 自定 义 仪 器 功 能 、 结
２ ０ １ ３年 第 ３期
液 压 与 气动
所 以压 缩量 △ ＝Ｖ× Ａ ｐ ／ Ｅ＝ ０ ． ０ ７ ５ Ｌ 。
ＣＨＥＮ Ｄｏ ｎ ｇ ｎ ｉ ｎ ｇ ，ＸＵ Ｈａ ｉ ． ｔ ａ ｏ ，ＹＡＯ Ｃｈｅ ｎ ｇ ｙ ｕ
曲柄导杆式扭转疲劳试验机的研究与应用
周 转疲 劳试验合格后 才能定型生产 。 幼 扭转疲 劳试 验机则是做 此试验 的必须设备 。 文介绍 了曲柄 本
盖 试
再 与 研 奢
磊导 式 转 劳 验 的 理 其 详 的 用 计 巧 可 业 同 提 一 参 。 杆 扭 疲 试 机 原 及 较 细 应 设 技 ，为 界 行 供 些 考
大， 扭矩幅度也越大 。在Ｌ一定的情况
下 ， 值越 大 ， ｒ 则摆 角越大 ， 扭矩幅 度也
越大。
ｃ 通过对被试 件预扭 一个 角度 ， 、 可 以使 波形的基值 发生变化 。从 而可 以使 波型成 为对称或脉 动波型 ， 从而满 足各
种 加载模式 。
３、理论 分析
设 试件的扭 转弹性 呈线性 ， 就是 也 等刚度 。 事实上 我们测试 的许 多试件基 本可 以看成是线性的 。 ａ 、对称循 环 ：
导轮通过轴 承固定在 飞轮 上 ， 具有
一
Ａｎ ｌ＝ａｃｇ Ｌ－ｒ ｃ ｓｃｔ ｇｅ ｒｔ （— ＊— （ ）１ ｏ ｏ
循环 、 对称循环， 非对称循环等扭转疲劳
试验 模式 。本 试验机 采 用计算 机控 制 ，
扭 转力矩 Ｍ＝ ｎ ｌ ｋ Ａ ｇｅ ＊
ｂ、脉 动循环 ：
定的偏心量 。带槽 的导 杆与被扭 试件
７
８
９ ．
１， ０
结构试验原理
建筑结构试验
第一章
一、结构试验的任务
结构试验是一门试验科学
土木工程结构试验是一项科学实践性很强的活动，是研究和发展结构新材料、新体系、新工艺以及探索结构设计新理论的重要手段。同时，也可通过试验对具体结构作出正确的技术结论。
实践性: 结构设计过程中，工程技术人员必须掌握在各种作用下结构的实际工作状态，了解结构构件的承载力、刚度、受力性能以及实际所具有的安全储备。
1）传统的理论计算方法；
2）结构试验应力分析方法。
电子计算机技术的应用
1）数学模型方法计算分析技术；
2）计算机控制的结构试验技术。
结构试验主要内容
1）工程结构静力试验和动力试验的加载模拟技术；
2）工程结构变形参数的量测技术；
3）试验数据的采集、信号分析及处理技术；
4）对试验对象作出科学的技术评价或理论分析。
结构试验的任务
工程结构试验的任务就是在结构物或试验对象（实物或模型）上，利用设备仪器为工具，采用各种实验技术为手段，在荷载（重力、机械扰动力、地震作用、风力……）或其他因素（温度、变形）作用下，通过量测与结构工作性能有关的各种参数（变形、挠度、应变、振幅、频率……），从强度（稳定性）、刚度和抗裂性以及结构实际破坏形态来判断结构的实际工作性能，估计结构的承载能力，确定结构对使用要求的符合程度，并用以检验和发展结构的计算理论。
二、工程结构试验的目的
科学研究性试验
目的：验证结构设计的某一理论，或验证各种科学的判断、推理、假设及概念的正确性，或者是为了创造某种新型结构体系及其计算理论。
对象：对象即试件，具体结构或抽象模型。
研究问题：
电液伺服疲劳试验机工作原理
电液伺服疲劳试验机工作原理
液压系统是电液伺服疲劳试验机的核心部分，它包括油源系统、油路
系统和液压执行机构。油源系统由油箱、油泵、油箱滤清器等组成，主要
负责提供液压系统所需的压力和流量。油路系统将液压流体从油源系统传
输到加载系统中的液压执行机构。液压执行机构通常由伺服液压缸组成，
它通过控制液压缸的工作宽度和频率，可以实现对试验加载的精确控制。
控制系统是电液伺服疲劳试验机的大脑，它包括计算机、控制卡、传
感器和执行器。计算机作为主控制单元，接收用户输入的试验参数，通过
控制卡将控制信号传递给液压执行机构实现加载操作。传感器主要用于监
测试样的力和位移，将监测到的数据传输给计算机进行处理和分析。执行
器根据计算机发出的指令，控制液压执行机构的运动。
加载系统是电液伺服疲劳试验机的实际施加载载体，它主要由液压缸
和加载夹具组成。液压缸作为液压执行机构，通过液压系统提供的液压力
将加载应用到试样上。加载夹具则用于固定试样，保证试样在加载过程中
的稳定性和安全性。
试验夹具是电液伺服疲劳试验机的配件之一，它可以根据试样的形状
和尺寸进行设计和制作。试验夹具的主要作用是将试样安装在加载系统上，保证试样在疲劳过程中的稳定性和可靠性。
控制卡接收到控制信号后，将信号转换为相应的控制指令，通过控制
线路传输给液压执行机构。液压执行机构接收到控制指令后，调整液压缸
的工作宽度和频率，实现试验加载。
在加载过程中，传感器会监测试样的力和位移，并将监测到的数据传
输给计算机。计算机根据传感器数据进行实时分析和处理，判断试样是否
达到疲劳寿命或其他所需的试验目标。
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脉动疲劳试验机与电液伺服试验机的特点
及在车轴车桥疲劳试验中的适用差异
脉动疲劳试验机：
此类试验机使用电机带动的曲柄连杆机构驱动一个柱塞泵，将液压油打入作动器的油缸中以驱动活塞顶出。作动器的加载负荷通过人工观察系统压力指示装置手动调节溢流阀设定；作动器往复行程通过人工调整曲柄连杆的偏心实现；加载频率通过调整电机的转速实现。结构复杂、维修难度大、周期长。此类产品属我国上世纪六、七十年代的产品，目前国际上已基本淘汰了此类产品。
限于产品开发当时的技术状态，设备整体的自动化程度不高。由于是在静态状态下通过人工观察系统压力指示手动调节溢流阀设定加载负荷，所以不能准确设定动态疲劳加载的上下限负荷，误差较大。在众多用户的实际使用中，也验证了这一点。且由于使用压力传感器间接测量载荷，故实际测量的载荷示值误差较大。
脉动疲劳试验机工作时，油泵每次泵出的油量仅几百毫升，活塞的行程较小，所以脉动疲劳试验机基本上用于建筑工程上的岩土、混凝土、钢结构等变形量较小的疲劳试验。
由于作动器的卸载（回缩）是依靠作动头上弹簧拉回的，不具备双向加载和控制能力，无法跟踪试件自身的回弹，故基本无法保证疲劳试验时下限载荷的要求，且误差很大。某些特殊情况下，甚至易造成作动头与试件表面的脱离，以至于有时会产生作动头敲击试件的现象。在车轴车桥试验中，轴体产生的变形较大，要求加载仿真的程度高（不然会造成非轴体自身因素产生的试件失效，失去了试验的意义）。试验时，无论静态还是动态试验，均需在试件上有两个平衡的加载点，左右加载点的加载动作和加载负荷必须一致。单台脉动疲劳试验机不具备在车轴试验中的两点加载能力，如要增加一个加载点，必须在油路中并联一个做动器。但如此增加做动器的方式，则势必对半降低加载行程，完全满足不了车轴试验的需要。另外的一种办法就是将两台脉动疲劳试验机并联、同步，脉动疲劳试验机生产厂家的1000kN脉动疲劳试验机就是并联两台500kN脉动疲劳试验机。但是这样做的代价就是成倍的增加设备投资，而且两台设备的同步效果是很差的。即使两台设备的加载动作可以同步，但加载的负荷也会产生较大的偏差，导致车轴试验的左右加载差异，人为地造成车轴试件的非正常失效，试验数据不准确。
在车轴车桥的静态刚度和强度试验中，两台并联的脉动疲劳试验机也根本不可能由人工操作完成同步加载（脉动疲劳试验机在静态试验时是由人工操作进回油阀完成的）。此外，由于脉动疲劳试验机缺乏完备的测控系统，无法实现试件各测点的变形测量和取得试验曲线。同时，脉动疲劳试验机由于没有力值反馈，完全是开环控制，更无法实现载荷均匀加载和变形控制。
由此可见，脉动疲劳试验机由于自身作动机理上的限制，可以肯定此类试验机完全不适合车轴车桥的性能试验。目前，国内外诸多生产厂家几乎没有再使用此类设备用于车轴车桥试验的，这也从另一个方面论证了上述结论。
电液伺服疲劳试验机：
电液伺服系统有许多优点，其中最突出的就是响应速度快、输出功率大、测量和控制精度高，因而目前在航空、航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域得到了广泛的应用。电液伺服技术是实现动态高周疲劳、程控疲劳和低周疲劳以及静态的恒变形速率、恒负荷速率和各种模拟仿真试验系统的最佳技术手段。目前已是国际上测控领域的主流，国内也正在往这个方向发展。
使用电液伺服阀对疲劳试验机进行控制，可以实现精确、连续的压力控制，不仅能瞬时输出
尖端脉冲，而且可以由计算机控制其输出正弦波、三角波或方波，使得疲劳试验机的功能得以大大加强。不但可以做动态疲劳试验，还可以做试件的静态性能试验。而且由于在动态疲劳试验中使用电液伺服阀进行载荷控制，可以精确地控制输出最小试验负荷和最大试验负荷，不会产生由于负荷输出不准确带来的疲劳寿命的测量误差。
操作简洁、方便，使用者只需在电脑上输入相应的试验参数，系统即可全自动完成整个试验过程，不必再由人工进行繁杂的调整。同时，由于系统程序的灵活性，各种非正常状况均可被监测并处理，高效而且安全。
以目前技术发展的现状看，电液伺服疲劳试验机的缺点就是较低吨位的整机价格较脉动疲劳试验机高，有些用户难以承受。但随着试验载荷增加到一定吨位以上（比如1000kN），电液伺服疲劳试验机性价比的优势即显现出来：大吨位的电液伺服疲劳试验机价格已经比同等吨位的脉动疲劳试验机价格低了近20%。