在航空航天、汽車制造、軌道交通及裝備制造領域,金屬與復合材料需承受數百萬次的循環(huán)載荷。高周疲勞測試機通過高頻交變載荷(通常>10Hz,循環(huán)次數>10?次),模擬材料在長期服役中的疲勞行為,精準測定其疲勞極限、S-N曲線(應力-壽命曲線)與裂紋擴展特性。
高周疲勞測試機的測試結果直接關系到結構件的安全壽命與可靠性設計。

一、使用前準備
環(huán)境檢查:
確保設備放置在穩(wěn)固、水平、無振動的地基上;
檢查電源、氣源(如液壓或氣動夾持)是否正常,接地良好。
設備預熱與自檢:
開機后預熱15–30分鐘,使控制系統(tǒng)與傳感器穩(wěn)定;
運行設備自檢程序,確認力傳感器、位移傳感器、控制系統(tǒng)正常。
二、試樣制備與裝夾
試樣標準:
試樣應符合標準(如GB/T2107、ASTME466),表面光潔、無劃痕、尺寸精確;
標距段直徑公差通常≤±0.01mm。
裝夾操作:
清潔夾具錐面與試樣夾持段,去除油污與毛刺;
將試樣垂直放入夾具,確保同軸度(偏差≤0.05mm);
使用扭矩扳手按說明書規(guī)定力矩均勻擰緊夾頭,防止偏心加載或打滑。
三、參數設置與模式選擇
選擇加載模式:
應力控制(常用):設定最大應力(σ_max)與應力比(R=σ_min/σ_max,通常R=0.1或-1);
應變控制:用于低周疲勞,高周測試較少用。
關鍵參數設定:
載荷范圍:根據材料預估疲勞極限設定,避免初始超載;
加載頻率:通常50–200Hz,需兼顧測試效率與試樣溫升(金屬溫升宜<10℃);
循環(huán)次數上限(Run-out):如10?次,用于確定疲勞極限。
保護設置:
設定載荷、位移與循環(huán)次數的安全閾值,超限自動停機。
四、試運行與正式測試
空載試運行:
不裝試樣,讓動頭空載運行,檢查運動是否平穩(wěn),有無異常噪音。
低載預加載:
裝試樣后,施加低幅值載荷(如10%滿量程)運行數秒,觀察載荷-位移曲線是否正常。
正式測試:
啟動程序,設備自動施加設定的循環(huán)載荷;
全程監(jiān)控:觀察載荷波動、試樣溫升、設備振動與噪音;
記錄疲勞壽命(Nf)直至試樣斷裂或達到上限循環(huán)次數。
五、測試后處理與數據記錄
停機與卸載:
測試結束后,設備自動停機,釋放載荷;
小心拆卸試樣,避免損傷夾具。
數據保存:
導出載荷-時間、S-N曲線等數據;
記錄試樣編號、材料、熱處理狀態(tài)、斷口形貌等信息。