动态疲劳试验机主要用于测试材料或构件在交变载荷下的抗疲劳性能,其操作规范直接影响测试数据的准确性和设备安全性。以下是从开机准备、参数设置、样品安装到安全操作的全流程使用规范: - 检查主机各部件(如作动器、夹具、传感器)是否安装牢固,无松动或异常磨损;液压系统需确认油箱油位在刻度线范围内(低于下限需添加指定液压油),管路无漏油迹象。
- 电控系统需检查电源线连接是否稳固,控制柜显示屏、按钮是否正常,急停开关需处于 “释放” 状态。
- 设备需放置在水平地面(水平度误差≤0.5mm/m),周围预留 1~2 米操作空间,避免振动源(如冲压机床)或强电磁干扰。
- 配套冷却系统(如水冷机)需提前开启,确保循环水温在 20~25℃,流量达标(防止液压系统过热);若使用高温或低温环境箱,需提前校准温控精度(±2℃以内)。
- 根据测试标准(如 ISO 10993、ASTM E606)输入载荷参数:
- 静态载荷:预加载荷需≤最大试验力的 10%,用于消除夹具间隙;
- 动态载荷:设定峰值、谷值(如 ±50kN)及载荷比(R = 谷值 / 峰值,常见 R=-1 或 0.1);
- 波形选择:正弦波(常规疲劳)、三角波(裂纹扩展测试)或方波(冲击疲劳),频率根据样品材质调整(金属件通常 1~10Hz,高分子材料≤5Hz)。
- 预设循环次数(如 10⁷次),并设置停机保护阈值:
- 载荷偏差:当实测载荷与设定值偏差超过 ±5% 时自动停机;
- 位移超限:样品变形量超过量程 80% 时触发保护;
- 温度异常:环境箱温度超过设定值 ±5℃时报警。
- 根据样品类型(如拉伸试样、弯曲梁、螺栓组件)选择专用夹具:
- 拉伸夹具:需确保试样轴线与作动器轴线同轴(偏差≤1°),夹头齿纹无磨损,夹持长度≥试样直径的 1.5 倍;
- 三点弯曲夹具:支撑跨距按标准设置(如 100mm),压头中心与试样中心对齐,避免偏载。
- 施加 5%~10% 的预载荷,通过位移传感器观察样品是否偏心(左右偏移≤0.1mm),若出现倾斜需重新调整夹具;
- 对于焊接件等非对称样品,需在两侧安装应变片监测应力分布,确保载荷均匀传递。
- 按 “预启动→空载运行→加载试验” 顺序操作:
- 空载运行 5~10 个循环,确认设备无异常噪音(≤85dB)、振动(振幅≤0.05mm);
- 缓慢升压至设定载荷,观察载荷 - 时间曲线是否平滑,避免冲击加载(速率≤1kN/s)。
- 数据记录:实时记录循环次数、载荷 - 位移曲线、温度变化,每 10% 循环次数保存一次数据(如 10⁶次时暂停记录);
- 异常判断:若出现以下情况需立即停机:
- 样品表面可见裂纹扩展(超过 0.5mm 时);
- 液压系统压力波动超过 ±0.5MPa;
- 传感器信号异常(如应变片脱落、力传感器漂移)。
- 按 “卸载→降速→停机” 步骤操作,避免突然断电;取出样品时需佩戴手套,防止高温或锐边损伤;
- 若样品未断裂(达到循环次数),需在报告中注明 “未失效”,并观察表面微观损伤(如疲劳条纹)。
- 液压系统:每周检查油液颜色(透明无浑浊),每 500 小时更换滤芯,每年检测油液黏度(偏差≤10%);
- 传感器校准:力传感器、位移传感器需每年送计量机构标定(精度等级≤0.5 级);
- 易损件更换:作动器密封圈每 2000 小时检查一次,若漏油需及时更换;夹具齿板磨损超过 0.5mm 时需研磨或更换。
- 禁止在设备运行时触碰运动部件,试验区域需设置安全护栏和警示标识;
- 高温环境箱工作时,箱门表面温度可能超过 60℃,需使用隔热手套操作;
- 对于爆炸风险样品(如含易燃易爆介质),需提前评估并采取防爆措施(如充氮气保护)。
- 液压系统泄漏:立即关闭油泵电源,用沙袋或吸附棉处理漏油,避免滑倒;
- 停电恢复:来电后需等待 30 分钟再开机,防止电压波动损坏电控元件;若试验中断,需记录已完成循环次数并评估数据有效性。
动态疲劳试验机的规范操作需兼顾 “精度控制” 与 “安全防护”—— 从参数设定到样品安装的每一步均需严格遵循标准,同时通过实时监控和定期维护确保设备性能稳定。对于复杂样品或特殊测试需求(如高低温疲劳、腐蚀疲劳),需结合专业手册调整方案,必要时由技术人员协助操作。