一、產(chǎn)品概述

　　主要構(gòu)成為：恒壓伺服泵站、直線作動器、全數(shù)字控制系統(tǒng)、主機(jī)框架、分油模塊等。該試驗(yàn)機(jī)采用成熟的動態(tài)電液伺服控制及試驗(yàn)技術(shù)，利用單元化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)手段設(shè)計(jì)并制造完成，系統(tǒng)的關(guān)鍵單元和元件均采用專業(yè)技術(shù)制造。該試驗(yàn)系統(tǒng)主要由一只伺服靜壓支撐直線作動器、一套恒壓伺服泵站、液壓濾油蓄能模塊及管路系統(tǒng)、新款控制器、計(jì)算機(jī)以及相關(guān)試驗(yàn)軟件、其他必要的加載支架和附件等組成。

　　主要用于非金屬材料、彈性體、橡膠制品等動剛度或靜剛度試驗(yàn)以及材料和結(jié)構(gòu)件的疲勞性能試驗(yàn)、疲勞裂紋擴(kuò)展-斷裂韌性-裂紋擴(kuò)展等試驗(yàn)，齒輪彎曲疲勞試驗(yàn)，也可用于材料的靜態(tài)拉伸、壓縮彎曲試驗(yàn)。

　　二、 產(chǎn)品制造和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

　　1.GB/T 2611-2007 《試驗(yàn)機(jī)通用技術(shù)要求》

　　2.GB/T 3075-2008 《金屬材料 疲勞試驗(yàn) 軸向力控制方法》

　　3.GB/T 14230-2021 《金屬材料 表面裂紋拉伸試樣斷裂韌度試驗(yàn)方法》

　　4.GB/T 6398-2017 《金屬材料 疲勞試驗(yàn) 疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)方法》

　　5.GB/T 4161-2007 《金屬材料平面應(yīng)變斷裂韌度KIC試驗(yàn)方法》

　　6.GB/T 26077-2021 《金屬材料疲勞試驗(yàn)軸向應(yīng)變控制方法》

　　7.GB/T 26076-2010 《金屬薄板(帶)軸向力控制疲勞試驗(yàn)方法》

　　8.ASTM E739 線性或線性化應(yīng)力-壽命(S-N)和應(yīng)變-壽命(e-N)

　　9.ASTM E647 疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法

　　10.ASTM E468 Standard Practice for Presentation of Constant Amplitude Fatigue Test Results for Metallic Materials

　　三、主要技術(shù)參數(shù)

　　荷載框架總成：

　　1.較大靜態(tài)力：±1000kN;

　　2.較大動態(tài)試驗(yàn)力：±1000kN;

　　3.試驗(yàn)力測量范圍：2-100%FS;

　　4.負(fù)荷靜態(tài)測量精度：≤±0.5%示值;

　　5.負(fù)荷動態(tài)測量精度：≤±1.0%示值;

　　6.作動器位移行程：±200mm;

　　7.位移測量精度：≤±0.5%FS;

　　8.試驗(yàn)頻率范圍：0.01-10Hz;

　　9.受力同軸度：≤5%;

　　10.主機(jī)結(jié)構(gòu)形式：上置式、四立柱高剛性荷載框架;

　　11.荷載框架剛度：較大荷載下整機(jī)變形量≤0.5mm;

　　12.自平衡落地式、無需額外構(gòu)建地基;

　　13.立柱左右有效空間：≥870mm;

　　14.前后實(shí)驗(yàn)空間：≥1500mm ;

　　15.垂直實(shí)驗(yàn)空間: ≥2850mm ;

　　16.T型槽尺寸：≥1150mm×1500mm ;

　　#17.力和位移值要有輸出功能，能連接外接采集設(shè)備，進(jìn)行同步采集;

　　18.主要試驗(yàn)波形：正弦波、三角波、方波、鋸齒波、半正弦波、半三角波等;

　　19. 幅振、頻率對應(yīng)關(guān)系不小于下表數(shù)值

　　頻率(Hz)12510

　　振幅(mm)201042

　　20. 采用先進(jìn)冷卻系統(tǒng)，要求占地小，占地空間≤4m2。

　　四、荷載框架

　　立式主機(jī)為落地式結(jié)構(gòu)，伺服直線作動器下置，可進(jìn)行垂向的疲勞試驗(yàn)。

　　1.1立式主機(jī)橫梁沿立柱升降，試驗(yàn)空間調(diào)整方便。

　　1.2鋁板氧化工作臺面，整潔美觀。

　　1.3橫梁采用液壓升降、液壓夾緊、彈性松開式結(jié)構(gòu)，保證試驗(yàn)的穩(wěn)固可靠，同時(shí)保證在非試驗(yàn)狀態(tài)時(shí)橫梁保持鎖止不動。

　　1.4單元化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)橫梁夾緊油缸，密封元件采用德國進(jìn)口專用密封元件。

　　1.5立柱外表面采用電鍍硬鉻處理，進(jìn)一步提高外形美觀程度，同時(shí)提高防腐蝕能力。

　　5. 機(jī)械閉環(huán)控制臺

　　1.采用機(jī)械操作手柄控制模式;

　　2.橫梁升降、鎖定、夾具控制，全部采用插裝機(jī)械閥，飛行員操作手柄控制;

　　3.具備全時(shí)閉環(huán)鎖定，壓力、速度可調(diào)，適應(yīng)不同材料加持力;

　　4.標(biāo)準(zhǔn)化模塊產(chǎn)品系列靜音泵站，100L 。

　　6. 靜音被泵站

　　靜音油源：100L，額定工作壓力約21MPa，噪聲≤55dB(1m處測試)，油泵和電機(jī)浸沒于液壓油中，為保證油液長期使用不變質(zhì)，油箱采用鋁制全封閉結(jié)構(gòu)，具有防腐防銹功能。高壓過濾，滿足試驗(yàn)穩(wěn)定頻率與振幅要求，試驗(yàn)含配套的冷卻裝置。選用優(yōu)質(zhì)的高壓、低噪音內(nèi)嚙合齒輪泵。電機(jī)采用優(yōu)質(zhì)品牌，電機(jī)和油泵之間采用柔性聯(lián)軸節(jié)連接。

　　液壓靜音由源

　　分油器：連接油源與作動器的中繼站，并進(jìn)一步保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及液壓油的清潔性;其上配置進(jìn)、回油蓄能器、精密過濾器(帶堵寒發(fā)訊報(bào)警裝置)、帶管路輸入、輸出的分油通道等;

　　管路系統(tǒng):高壓軟管。油源至分油器，長度根據(jù)用戶實(shí)驗(yàn)空現(xiàn)場確定;分油器至作動器:長度根據(jù)用戶實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場確定;

　　液壓軟管路全部采用美國PARKER公司產(chǎn)品。

　　主機(jī)與泵站間管路長度：3-6m(根據(jù)試驗(yàn)室布局確定);

　　其他軟管路包括：液壓夾頭軟管路、升降油缸軟管路等全套美國進(jìn)口。

　　分油器機(jī)管路

　　介紹：

　　(1) 系統(tǒng)由兩套電機(jī)油泵組合構(gòu)成，可供作動器在相應(yīng)速度條件下工作。為了節(jié)省能源進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)時(shí)，可以開啟部分泵站進(jìn)行工作，從而降低使用成本。

　　(2) 液壓系統(tǒng)關(guān)鍵器件如油泵、溢流閥、管件等選用進(jìn)口，其它液壓件均選用國內(nèi)*企業(yè)產(chǎn)品。

　　(3) 液壓系統(tǒng)由油泵電機(jī)組、高低壓切換模塊、冷卻系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、電控箱、報(bào)警顯示等部分組成。

　　(4) 電機(jī)泵組配置彈性支撐，進(jìn)一步減少泵站噪音。

　　(5) 配置低噪音交流電機(jī)，油泵選用德國德福內(nèi)嚙合齒輪泵，該泵采用漸開線內(nèi)嚙合齒輪嚙合傳動，噪音低，具有優(yōu)良的耐久性和長壽命。

　　(6) 由主溢流閥、蓄能器、副主溢流閥、副溢流閥和換向閥、精密濾油器組成高低壓切換液壓模塊，保證在開機(jī)時(shí)系統(tǒng)處于低壓狀態(tài)，關(guān)機(jī)時(shí)系統(tǒng)首先由高壓狀態(tài)切換到低壓狀態(tài)，避免開、關(guān)機(jī)時(shí)由于壓力的驟變而使系統(tǒng)受到較大沖擊。

　　(7) 具有兩級過濾功能，吸油口進(jìn)行粗濾，濾除較大顆粒及雜質(zhì)，高低壓切換模塊上的精密濾油器進(jìn)行二次精濾，從而保證了液壓系統(tǒng)流出的油具有極高的清潔度。

　　(8) 每組高壓油路的出口裝有單向閥，保證各個(gè)油路安全獨(dú)立工作，不受其它油路的影響。

　　(9) 雙電接點(diǎn)溫度表、液位控制計(jì)、以及精密過濾系統(tǒng)，使液壓系統(tǒng)具有油溫、液位、濾油器堵塞報(bào)警或停車功能。

　　(10) 泵站具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，在控制室配有遠(yuǎn)程控制柜，可以檢測液位、濾芯、油溫報(bào)警情況，并可以遠(yuǎn)程控制電機(jī)的啟、停。

　　特點(diǎn)及功能：

　　(1) 全封閉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，特殊靜音技術(shù)處理。該泵站廣泛應(yīng)用于各種動靜態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)，已形成系列化、規(guī)模化生產(chǎn)。

　　(2) 泵站所需的液壓件均選用國內(nèi)外*企業(yè)產(chǎn)品。

　　(3) 液壓泵站由油泵電機(jī)組、高低壓切換模塊、冷卻系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、電控箱、報(bào)警顯示等部分組成。

　　(4) 電機(jī)泵組配置串聯(lián)雙彈性支撐，進(jìn)一步減少泵站噪音。

　　(5) 配置ABB交流電機(jī)，德國公司低噪音內(nèi)嚙合齒輪泵，同普通電機(jī)、油泵相比，在提高性能的同時(shí)大大降低了使用現(xiàn)場的噪聲。

　　(6) 由主溢流閥、蓄能器、副溢流閥和換向閥、精密濾油器組成高低壓切換液壓模塊，保證在開機(jī)時(shí)系統(tǒng)處于低壓狀態(tài)，關(guān)機(jī)時(shí)系統(tǒng)首先由高壓狀態(tài)切換到低壓狀態(tài)，從而避免了開、關(guān)機(jī)時(shí)由于壓力的驟變而使系統(tǒng)受到較大沖擊。

　　(7) 具有兩級過濾功能(整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)具有三級過濾)，吸油口進(jìn)行粗濾，濾除較大顆粒及雜質(zhì)，高低壓切換模塊上的精密濾油器進(jìn)行二次精濾，過濾精度為3μ，從而保證了液壓系統(tǒng)流出的油具有極高的清潔度。

　　(8) 直列式水冷卻器構(gòu)成油路的冷卻系統(tǒng)，對油液進(jìn)行冷卻(具體冷卻方式協(xié)商確定)。

　　(9) 雙電接點(diǎn)溫度表、液位控制計(jì)、以及精密過濾系統(tǒng)，使液壓泵站具有油溫、液位、濾油器堵塞報(bào)警或停車功能。

　　7. 計(jì)算機(jī)

　　(1) 匹配高性能圖形工作站計(jì)算機(jī);

　　(2) 顯示器≥27 寸;

　　(3) 配置不間斷保護(hù)電源 ;

　　(4) 工作站硬件配置不低于如下標(biāo)準(zhǔn)：酷睿 i5 CPU、16G 內(nèi)存、250G固態(tài)硬盤、1TB 機(jī)械硬盤、可讀寫 DVD 光驅(qū)、27寸液晶顯示器、A4紙彩色激光打印機(jī);

　　(5) 軟件配置：控制系統(tǒng)具有可運(yùn)行軟件平臺的計(jì)算機(jī)閉環(huán)系統(tǒng)，操作面板可進(jìn)行液壓控制和試件裝夾，軟件平臺采用微軟 Windows 操作系統(tǒng)，系統(tǒng)的所有控制通道(載荷、位移、應(yīng)變)可產(chǎn)生三角波、正弦波、斜波、方波組合波和隨機(jī)波等波形，并且能夠 PID 控制，閉環(huán)自適應(yīng)控制功能，更新速率≥6kHz。

　　控制線路分布圖

　　力、位移、形變?nèi)珨?shù)字PID閉環(huán)控制

　　優(yōu)質(zhì)控制器

　　8. 夾具

　　1.配備強(qiáng)迫式夾具;

　　2.滿足棒材和扁材試驗(yàn)，包括但不限于如下規(guī)格：(每種規(guī)格≥ 1 套)

　　P0-23mm

　　P23mm-45mm

　　P45mm-67mm

　　V6mm-10mm

　　V10mm-25mm

　　V25mm-44mm

　　V44mm- 63mm

　　3.配備三點(diǎn)彎夾具≥1套;

　　4.配備四點(diǎn)彎夾具≥1套;

　　5.配備瀝青劈裂夾具≥1套;

　　6.配備檢定工裝≥1套。

　　9. 軟件部分

　　配置全數(shù)字伺服控制器：

　　#1. 配置PCIE總線內(nèi)置控制器;

　　#2. 配置磁致伸縮SSI解碼器;

　　#3. 配置數(shù)字顫振16位伺服輸出;

　　4. 配置自動標(biāo)定程序(ACP);

　　5.可實(shí)現(xiàn)外部跟隨控制;

　　#6.配置基于浮點(diǎn)DSP的DTC實(shí)時(shí)測控操作系統(tǒng);

　　7.具有≤0.1毫秒閉環(huán)周期;

　　8.基于DMA的硬件FIFO，并保證≥10kHz的實(shí)時(shí)同步數(shù)據(jù)采集;

　　#9.可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場一鍵掃頻，無需人工調(diào)校，自動偵測前饋參數(shù)，實(shí)現(xiàn)零相差的正弦響應(yīng);

　　10.具有滑模變結(jié)構(gòu)閉環(huán)策略，可以實(shí)現(xiàn)毫秒級的階躍響應(yīng);

　　11.可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動前饋控制(MFC);

　　12.具有任意波生成器(AWG);

　　13.具有限位、控制超差和高壓監(jiān)控等多種保護(hù);

　　14.AD采樣通道≥3路，不低于64位AD，分辨率≥1000萬碼;

　　15.可以多通道同步控制。