用于高频疲劳试验的Vibrophores（磁共振试验机）

2020-09-12 18:08:17
来源：摩尔股份
作者：谢伟
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磁共振试验机，也被称为高频振动器或者Vibrophores（Ziwck的高频疲劳试验机）是一种进行HCL（高频疲劳）试验的先进仪器。Ziwck（德国兹韦克公司）的Vibrophores是专门为刚性金属或陶瓷试样设计的，可在某些载荷（类似于飞机应用中经历的载荷）下产生低振幅应力循环。

Vibrophores在高的试验频率下运行，并在短期内可进行疲劳试验，从而提高样品的生产量。例如，Vibrophores需要伺服液压机器20-40％的时间运行相同数量的周期。这种快速的试验能力对于生产环境至关重要，在生产环境中必须成功试验每批的某几个样品，然后才能被放行进行批次使用。

Vibrophores的功能就像一个被驱动的振动器，其中弹簧末端的大质量的物质受到一个外部的、与时间相关的力。当试样被安装到试验机上，试样等同于弹簧的作用，并且通过共振驱动器由激励的大块质量进行振荡。当试样的振荡幅度与固有频率相匹配时，会发生力的最大化放大。PID控制器提供基于平均力（或应力的）、频率和位移的反馈回路，并将共振驱动器施加的力调节到试验系统的固有频率。

从成本角度来看，磁共振系统可以在大多数实验室中安装，无需修改基础设施，消耗的功率仅为伺服液压试验系统的2%。Vibrophores操作简单，需要极少的培训。此外，Vibrophores很少一部分零部件会受到机械磨损，它是一种可靠的维护低的设备。例如,Zwick公司最近推出了新一代容量为50-1000kN，频率范围为30-300Hz 的Vibrophore系统。这些产品是该公司用Amsler系列高频脉动器十几年的HCF试验经验的结晶。

这种新型的Vibrophores使用的电动驱动装置来控制静态加载，这类似于静态材料试验装置。这种设计既能实现HCF评价，又能实现纯静态试验。通过激活顶部安装质量实现多达八个频率的变化，试验可以模拟这些变化，如热效应造成扭矩的部分损失，或者如果试验中部件加热出现问题会提供其他系统的衰减。除了通过力或应变控制试验，正确的十字头位置也可作为控制的参数。

当Vibrophores系统被用作静态试验时，这与应变测量有关。在静态模式下运行，Zwick公司的系统常常配置有引伸计。这些引伸计中刀刃的几何形状，使其能够试验圆形和平面的试样，使得引伸计更适合试验关键零件的静态试验，如航天航空紧固件。