疲勞試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)臺液壓系統(tǒng)的核心功能是通過液壓傳動(dòng)原理,對試件施加周期性重復(fù)載荷(如拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等),模擬材料或結(jié)構(gòu)在長期交變應(yīng)力下的疲勞過程。
1. 動(dòng)力源輸出:液壓油的加壓與輸送
電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵(通常為齒輪泵、柱塞泵等)旋轉(zhuǎn),將油箱內(nèi)的液壓油通過吸油濾油器吸入泵內(nèi)。
液壓泵通過機(jī)械做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能,使液壓油獲得高壓(根據(jù)試驗(yàn)需求,壓力可從幾 MPa 到數(shù)百 MPa 不等),并通過高壓管路輸送至系統(tǒng)主回路。
2. 壓力與流量調(diào)節(jié):匹配試驗(yàn)載荷需求
高壓油進(jìn)入控制集成模塊(含調(diào)壓閥、流量閥、伺服閥等),通過這些元件精確調(diào)節(jié)輸出壓力和流量:
調(diào)壓閥:限制系統(tǒng)最高壓力,避免過載,同時(shí)根據(jù)試驗(yàn)要求設(shè)定靜態(tài)載荷的基準(zhǔn)壓力。
伺服閥 / 比例閥:作為核心控制元件,接收電信號(來自控制系統(tǒng)的指令),動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)進(jìn)入執(zhí)行元件的油液流量和方向,實(shí)現(xiàn)載荷的周期性變化(如正弦波、三角波等波形)。
蓄能器:輔助穩(wěn)定系統(tǒng)壓力,吸收壓力脈動(dòng),確保載荷輸出的平穩(wěn)性,尤其在高頻加載時(shí)補(bǔ)償流量波動(dòng)。

3. 執(zhí)行元件:將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械載荷
經(jīng)調(diào)節(jié)后的高壓油進(jìn)入液壓缸(或液壓馬達(dá),根據(jù)試驗(yàn)類型選擇直線或旋轉(zhuǎn)輸出):
若為直線加載(如拉伸 / 壓縮疲勞試驗(yàn)),液壓缸活塞桿伸出或縮回,直接對試件施加軸向力。
若為扭轉(zhuǎn)加載(如傳動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)),液壓馬達(dá)通過減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)試件旋轉(zhuǎn),施加扭矩。
液壓缸 / 馬達(dá)的位移或力值通過傳感器(如力傳感器、位移傳感器)實(shí)時(shí)反饋給控制系統(tǒng),形成閉環(huán)控制。
4. 閉環(huán)控制:精確調(diào)控載荷參數(shù)
控制系統(tǒng)(通常為 PLC 或?qū)S每刂破鳎┙邮諅鞲衅鞣答伒膶?shí)際載荷、頻率、位移等信號,與預(yù)設(shè)的試驗(yàn)參數(shù)(如目標(biāo)載荷大小、頻率、循環(huán)次數(shù))進(jìn)行對比。
若存在偏差,控制系統(tǒng)通過調(diào)整伺服閥的開度或液壓泵的輸出,修正進(jìn)入執(zhí)行元件的油液量,直至實(shí)際參數(shù)與設(shè)定值一致。
5. 油液循環(huán)與冷卻:保障系統(tǒng)穩(wěn)定
完成做功的液壓油通過回油管流回油箱,經(jīng)回油濾油器過濾雜質(zhì)后重新參與循環(huán)。
系統(tǒng)配備冷卻器(如板式冷卻器),當(dāng)油溫超過設(shè)定值(通常≤60℃)時(shí),冷卻器啟動(dòng),降低油液溫度,避免因油液黏度下降導(dǎo)致的系統(tǒng)效率降低或元件損壞。