D800疲勞試驗(yàn)機(jī)是一種精密的科學(xué)工具,主要用于測定金屬及其合金材料(有時(shí)也包括橡膠、塑料、鋼材、螺絲、鋼筋、海綿、鋼索等其他材料)在室溫狀態(tài)下的拉伸、壓縮或拉、壓交變負(fù)荷的疲勞性能。不同類型的疲勞試驗(yàn)機(jī)工作原理各異。例如,低頻疲勞試驗(yàn)機(jī)主要基于電液伺服原理工作,通過液壓作動(dòng)缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)施加載荷;而高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)則通常依賴電磁諧振原理,通過電磁鐵的震蕩施加載荷。電機(jī)驅(qū)動(dòng)疲勞試驗(yàn)機(jī)則是根據(jù)電場與磁場的關(guān)系,通過磁場的來回移動(dòng)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)施加載荷。
D800疲勞試驗(yàn)機(jī)的操作需嚴(yán)格遵循“前期準(zhǔn)備→試樣安裝→參數(shù)設(shè)置→測試運(yùn)行→數(shù)據(jù)處理”的流程,核心是確保試樣裝夾精準(zhǔn)、參數(shù)設(shè)置匹配測試需求,同時(shí)做好安全防護(hù),避免設(shè)備損壞或人員風(fēng)險(xiǎn)。
一、操作前準(zhǔn)備:確保設(shè)備與環(huán)境就緒
1.設(shè)備與試樣檢查
設(shè)備狀態(tài)確認(rèn):接通試驗(yàn)機(jī)總電源,啟動(dòng)控制系統(tǒng),檢查設(shè)備各部件(加載缸、伺服電機(jī)、夾具)是否無異常卡頓;查看液壓油位(液壓式機(jī)型)、潤滑油量(機(jī)械傳動(dòng)部位)是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍,油溫是否正常(30-50℃);測試急停按鈕、過載保護(hù)功能是否有效(按急停按鈕,設(shè)備應(yīng)立即斷電)。
試樣準(zhǔn)備與核對(duì):根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)(如GB/T 30767、ISO 13003)準(zhǔn)備試樣,確認(rèn)試樣材質(zhì)、尺寸(如直徑、長度)符合測試方案;用砂紙清理試樣表面油污、毛刺(避免裝夾打滑或應(yīng)力集中),若為高溫疲勞測試,需提前檢查試樣表面應(yīng)變片(若粘貼)是否完好、熱電偶是否能正常測溫。
2.安全與工具準(zhǔn)備
安全防護(hù):操作人員穿戴安全帽、防滑勞保鞋,若涉及高溫測試需加穿耐高溫手套;清理設(shè)備周圍雜物,劃定測試安全區(qū)域(距離設(shè)備1米以上),禁止無關(guān)人員進(jìn)入。
工具準(zhǔn)備:準(zhǔn)備試樣裝夾工具(如扳手、內(nèi)六角螺絲刀)、卡尺(復(fù)核試樣尺寸)、記錄本(記錄測試參數(shù)與異常情況),若需測量應(yīng)變,提前連接應(yīng)變儀并校準(zhǔn)。
二、試樣裝夾:確保同軸度與夾持牢固
1.夾具調(diào)整與試樣安裝
夾具選型與調(diào)整:根據(jù)試樣類型(如棒材、板材)安裝對(duì)應(yīng)夾具(拉壓夾具、彎曲夾具等),通過設(shè)備的調(diào)整機(jī)構(gòu)(如升降臺(tái)、平移臺(tái))校準(zhǔn)夾具中心,確保上下夾具(或壓頭與支座)同軸對(duì)齊(用直角尺或激光對(duì)中儀檢查,同軸度偏差≤0.05mm/m)。
試樣裝夾:將試樣緩慢放入夾具,手動(dòng)預(yù)緊夾具(液壓式夾具先開啟低壓夾緊,機(jī)械夾具用扳手初步擰緊);用卡尺測量試樣裝夾后露出的長度,確保兩側(cè)對(duì)稱(如拉壓試樣兩端露出夾具長度差≤1mm),避免附加彎矩;最終夾緊時(shí),液壓式夾具逐步升壓至設(shè)定夾持力(通常為加載載荷的1.2-1.5倍),機(jī)械夾具用扭矩扳手按標(biāo)準(zhǔn)扭矩緊固(如M10螺栓扭矩15-20N?m)。
2.測量系統(tǒng)連接(按需操作)
若需監(jiān)測應(yīng)變,將試樣表面的應(yīng)變片引線連接至應(yīng)變儀,開啟應(yīng)變儀校準(zhǔn)(輸入標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變值,確認(rèn)讀數(shù)準(zhǔn)確);若為高溫疲勞測試,將熱電偶固定在試樣測試區(qū)域(用高溫膠粘貼或金屬卡箍固定),連接溫控系統(tǒng),預(yù)調(diào)高溫爐溫度至測試起始溫度(如200℃),保溫10分鐘確保溫度穩(wěn)定。
三、參數(shù)設(shè)置:匹配測試需求與標(biāo)準(zhǔn)
1.基礎(chǔ)測試參數(shù)設(shè)置(通過控制系統(tǒng)軟件操作)
測試類型與載荷模式:選擇測試類型(如拉壓疲勞、彎曲疲勞),設(shè)置載荷模式(恒定振幅、程序載荷)與波形(正弦波、方波,常規(guī)金屬疲勞多為正弦波);輸入載荷參數(shù),如最大載荷(Pmax)、最小載荷(Pmin)(或載荷比R=Pmin/Pmax,通常R=-1、0.1、0.5等),確保載荷值不超過設(shè)備額定載荷的80%(避免過載)。
頻率與循環(huán)次數(shù):設(shè)置測試頻率(根據(jù)試樣剛度與設(shè)備能力,液壓式機(jī)型通常0.01-50Hz,電機(jī)式機(jī)型可達(dá)100Hz),頻率需避開設(shè)備共振頻率(設(shè)備說明書會(huì)標(biāo)注,如15-20Hz);輸入目標(biāo)循環(huán)次數(shù)(如10?次,若需測試至試樣斷裂,設(shè)置“斷裂停機(jī)”模式,通過位移突變或載荷下降判斷斷裂)。
2.安全與輔助參數(shù)設(shè)置
安全閾值設(shè)置:設(shè)定過載保護(hù)值(通常為額定載荷的110%)、過位移保護(hù)值(加載缸最大行程的90%);高溫測試需設(shè)置溫度保護(hù)(如超溫50℃自動(dòng)停機(jī)),應(yīng)變測試需設(shè)置應(yīng)變上限(避免試樣提前斷裂)。
數(shù)據(jù)采集設(shè)置:設(shè)置采樣間隔(如每100次循環(huán)采集1組載荷、位移、應(yīng)變數(shù)據(jù),高頻測試可縮短至每10次循環(huán)1組),選擇數(shù)據(jù)存儲(chǔ)路徑(本地硬盤或U盤),勾選需記錄的參數(shù)(如循環(huán)次數(shù)、最大載荷、應(yīng)變峰值)。
四、測試運(yùn)行:實(shí)時(shí)監(jiān)控與異常處理
1.預(yù)運(yùn)行與調(diào)試
點(diǎn)擊控制系統(tǒng)“預(yù)運(yùn)行”按鈕,讓設(shè)備按設(shè)定參數(shù)運(yùn)行10-20個(gè)循環(huán),觀察載荷-時(shí)間曲線、位移-時(shí)間曲線是否平穩(wěn)(無明顯波動(dòng));檢查試樣裝夾是否松動(dòng)(用手輕觸試樣,無位移)、熱電偶/應(yīng)變片是否接觸良好(讀數(shù)無跳變);若曲線異常(如載荷波動(dòng)超±1%),停機(jī)調(diào)整夾具同軸度或重新裝夾試樣。
2.正式測試與實(shí)時(shí)監(jiān)控
確認(rèn)預(yù)運(yùn)行正常后,點(diǎn)擊“正式測試”,設(shè)備開始自動(dòng)運(yùn)行;操作人員需在操作臺(tái)旁實(shí)時(shí)監(jiān)控,重點(diǎn)關(guān)注:
載荷與位移數(shù)據(jù):是否穩(wěn)定在設(shè)定范圍,無突然增大/減?。ㄈ舫霈F(xiàn),可能是試樣打滑或夾具松動(dòng),需停機(jī)檢查);
設(shè)備聲音與振動(dòng):是否有異響(如金屬摩擦聲,可能是運(yùn)動(dòng)部件卡滯)、振動(dòng)過大(振動(dòng)速度超2mm/s,需停機(jī)檢查減震基礎(chǔ));
安全保護(hù):若觸發(fā)過載、過位移或超溫保護(hù),設(shè)備會(huì)自動(dòng)停機(jī),需排查原因(如試樣變形過大、溫度失控)后,方可重新啟動(dòng)。
五、測試結(jié)束:數(shù)據(jù)處理與設(shè)備復(fù)位
1.測試終止與試樣處理
若試樣斷裂(設(shè)備檢測到載荷驟降或位移突變),測試自動(dòng)終止;若未斷裂但達(dá)到目標(biāo)循環(huán)次數(shù),手動(dòng)點(diǎn)擊“停止測試”;待設(shè)備完q停止后(加載缸復(fù)位、電機(jī)停轉(zhuǎn)),松開夾具,取下試樣,觀察試樣斷裂位置(應(yīng)在有效測試段,若在夾具附近,需分析裝夾問題),記錄斷裂形貌(如脆性斷裂、韌性斷裂)。
2.數(shù)據(jù)處理與報(bào)告生成
進(jìn)入控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊,調(diào)用測試數(shù)據(jù),生成載荷-循環(huán)次數(shù)(S-N)曲線、應(yīng)變-時(shí)間曲線;計(jì)算疲勞壽命(斷裂時(shí)的循環(huán)次數(shù))、疲勞極限(若進(jìn)行多組不同載荷測試),核對(duì)數(shù)據(jù)是否符合測試標(biāo)準(zhǔn)(如誤差≤5%);導(dǎo)出數(shù)據(jù)至Excel/PDF,生成測試報(bào)告,記錄測試日期、設(shè)備編號(hào)、試樣信息、參數(shù)設(shè)置與結(jié)果,歸檔保存。
3.設(shè)備復(fù)位與清潔
關(guān)閉控制系統(tǒng)軟件,斷開設(shè)備總電源;清理夾具表面的試樣碎屑、油污(用棉布擦拭,液壓夾具需檢查密封件有無損壞);補(bǔ)充液壓油(若油位下降)、潤滑油(機(jī)械傳動(dòng)部位);整理測試工具與試樣,保持設(shè)備周圍環(huán)境整潔。
