在航空航天、海洋船舶、新能源、軌道交通等關(guān)鍵領(lǐng)域，重大裝備正朝著高速化、大型化、極端工況化方向加速演進(jìn)，全尺寸材料與構(gòu)件的長壽命疲勞測試，已成為保障裝備運行可靠性的核心關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

中機試驗立足行業(yè)急需，自主研發(fā)國內(nèi)首臺電液伺服諧振疲勞試驗機，創(chuàng)造性將電液伺服的高頻響優(yōu)勢與諧振技術(shù)的載荷放大特性深度融合，重新定義高端疲勞測試設(shè)備的性能邊界與綠色節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，對材料的試驗技術(shù)的提升以及試驗方法的發(fā)展，都是一種高效、理想的儀器。

作為面向全尺寸、長壽命測試需求的專業(yè)級設(shè)備，其關(guān)鍵性能指標(biāo)均達(dá)到國際先進(jìn)水平。

最大靜態(tài)載荷、循環(huán)載荷加載能力均可≥1000kN，關(guān)鍵技術(shù)全部自主可控，高剛度框架，安全過載率150%；高精度自主研發(fā)輪輻式雙向力傳感器，安全過載能力150%。有效載荷能力面向多元化大噸位試驗，支持按需定制化（2000kN、3000kN、5000kN及以上）擴(kuò)容，滿足大型構(gòu)件測試需求。

圖1：測試誤差示意

可實現(xiàn)高頻率下的大載荷、低功耗試驗，配備高響應(yīng)靜壓支承作動器，有效試驗頻率范圍0.1~300Hz。該設(shè)備具有響應(yīng)速度快、控制精度高、頻帶寬、多種試驗波形控制等特點，大幅壓縮疲勞試驗循環(huán)積累時間，顯著提升測試效率，降低試驗費用。

圖2：不同加載頻率

諧振放大倍數(shù)最高高達(dá)200多倍，實現(xiàn)“小輸入、大輸出”的高效加載模式。

圖3：諧振放大-頻率響應(yīng)曲線

即以極低能耗實現(xiàn)極大循環(huán)載荷加載，配備小型油源即可實現(xiàn)大噸位、高頻響的試驗需求，如下圖所示，以靜壓缸產(chǎn)生的較小循環(huán)力諧振放大較大的循環(huán)載荷，真正達(dá)到低投入創(chuàng)造高效率、高回報的試驗?zāi)繕?biāo)。

在同等試驗前提條件下，相較傳統(tǒng)電液伺服試驗機，電液伺服諧振疲勞試驗機配置更小的油源，經(jīng)諧振有效放大載荷，即可達(dá)到小位移、高頻響、大噸位的試驗?zāi)芰?，能耗顯著降低，試驗所需時間大幅縮短，深度契合綠色制造發(fā)展理念。

配置全新數(shù)字控制器、高頻伺服閥、靜壓支承直線作動器，全自主研發(fā)專用控制器及試驗軟件，支持多種算法及高效保護(hù)，操作簡單，穩(wěn)定可靠，可定制加載、特殊環(huán)境測試，全面覆蓋金屬材料、復(fù)合材料及大型結(jié)構(gòu)件等力學(xué)性能測試對象，可滿足航空航天、船舶艦艇、軌道交通等多行業(yè)多領(lǐng)域測試需求。

圖5：多種試樣、不同頻率試驗曲線

依托四大關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新形成核心技術(shù)體系，提供高精度、高穩(wěn)定、自適應(yīng)的測試環(huán)境：

圖6：四大創(chuàng)新

設(shè)備可自動完成諧振頻率掃描，實時記錄頻率、載荷峰值等核心參數(shù)，精準(zhǔn)計算放大倍數(shù)與諧振點，為試驗啟動提供最優(yōu)初始條件，全程無需人工反復(fù)調(diào)試，大幅提升試驗準(zhǔn)備效率。

采用雙伺服電機驅(qū)動橫梁，無需額外傳感器，通過高速系統(tǒng)運算實時補償電機位移偏差，確保雙電機同步精準(zhǔn)運行，完美實現(xiàn)交變動載與均值雙伺服靜載同步控制的試驗功能。

針對試驗過程中試樣剛度衰減引發(fā)的載荷值漂移/衰減問題，通過獨立控制通道動態(tài)調(diào)整參數(shù)，同步監(jiān)控載荷放大倍數(shù)偏差，實時優(yōu)化調(diào)整速度，保障試驗全程數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。

創(chuàng)新采用集成化設(shè)計以太網(wǎng)接口，搭配千兆以太網(wǎng)模塊，充分發(fā)揮硬件系統(tǒng)優(yōu)勢，實現(xiàn)超高速數(shù)據(jù)采集與傳輸，精準(zhǔn)捕獲每一組載荷-位移響應(yīng)的細(xì)微變化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的精準(zhǔn)控制，測試數(shù)據(jù)零誤差。

徹底攻克當(dāng)前市場傳統(tǒng)試驗裝備“大載荷則低頻率”“高頻率則小載荷”的技術(shù)矛盾，借助諧振放大技術(shù)，以緊湊化液壓系統(tǒng)同步實現(xiàn)大噸位載荷與高頻響測試的雙重目標(biāo)，即在確保大載荷運行條件下，仍能保持高頻率動態(tài)試驗，且試樣載荷越大，設(shè)備的節(jié)能與效率優(yōu)勢越突出。

載荷諧振放大效應(yīng)大幅降低對液壓油源、伺服閥的極限性能要求，有效縮減設(shè)備投入成本；而在裝備投入使用階段相較傳統(tǒng)設(shè)備能耗顯著下降，搭載友好人機交互系統(tǒng)，長期使用可節(jié)約可觀的運維與人力成本。

采用高剛度結(jié)構(gòu)設(shè)計與疲勞額定作動機構(gòu)，確保設(shè)備在連續(xù)高循環(huán)測試中穩(wěn)定運行；均值自動控制技術(shù)可智能適配試樣疲勞過程中的剛度變化，無需中斷試驗即可完成參數(shù)動態(tài)校準(zhǔn)。

集成專用控制系統(tǒng)與直觀化人機交互界面，支持試驗參數(shù)預(yù)設(shè)、實時數(shù)據(jù)可視化、自動報告生成等功能，簡化操作流程，降低使用人員操作門檻，滿足技術(shù)歸檔需求。

該設(shè)備為重大裝備研發(fā)與可靠性評估提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐：

1. 加速材料研發(fā)進(jìn)程，通過高效疲勞測試，快速驗證新材料的長壽命性能，大幅縮短新材料研發(fā)周期。

2. 保障裝備運行安全，為全尺寸構(gòu)件提供精準(zhǔn)疲勞數(shù)據(jù)，助力企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計方案，從源頭降低裝備服役風(fēng)險。

3. 賦能高端制造升級：深度服務(wù)于航空航天、新能源風(fēng)電、軌道交通等國家戰(zhàn)略領(lǐng)域，為國產(chǎn)裝備邁向高端化提供堅實的測試保障。

4. 創(chuàng)造顯著綜合效益，預(yù)計可為用戶節(jié)省大量測試時間與資源投入，同時推動行業(yè)測試技術(shù)迭代升級，產(chǎn)生深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)與社會效益。

中機試驗憑借六十余年在試驗裝備領(lǐng)域的技術(shù)積淀，以自主創(chuàng)新打破國外高端設(shè)備壟斷，為中國制造業(yè)提供兼具國際品質(zhì)與本土適配性的測試解決方案。這臺電液伺服諧振疲勞試驗機，不僅是一款高性能測試設(shè)備，更是推動產(chǎn)業(yè)升級、保障國家重大裝備安全的核心力量。