ElectroPuls与众不同的动静态测试功能助力材料变频变幅力学研究！— 访宝武集团方健博士

2024-01-26 16:46:50, 英斯特朗英斯特朗（上海）试验设备贸易有限公司

“

对材料在变频变幅状态下的长时性能研究将是未来趋势。传统电液伺服疲劳机的工作频率低，液压泵站维护成本高，噪音大。另一方面，针对某些极薄规格消费品级用钢的疲劳测试时，在传统的电磁共振高频疲劳试验机上很难起振，这些挑战让我们急迫寻找新的疲劳测试解决方案。

”

——宝武集团中央研究院力学首席实验师方健博士

继南北车与航运央企中远、中海合并后，中国钢铁翘楚宝钢与武钢也于2016年9月正式联姻，成立国内最大宝武钢铁集团。随着宝武集团的顺利合并，在原有三大战略转变的基础上，宝武集团将继续深化“从钢铁到材料的转变”，即以钢铁产业为基础，促进新材料产业；“从制造到服务的转变”，为现代贸易物流业、工业服务业、城市服务业、产业金融业协同发展；以完成宝武集团从“中国领先到成为全球钢铁业引领者和世界级企业集团的转变”。

为顺应集团战略方向的三个转变，中央研究院（技术中心）力学实验室，已在原钢铁材料力学性能评价与试验方法开发的基础上，对工业材料尤其是新能源材料领域进行了尝试性的技术储备与能力扩充。

众所周知，材料的研发和应用需要紧跟时代浪潮。当你开车踩下油门时，传动机构速度加快，从加速到稳定速率行驶，再到刹车减速，这一系列的循环使材料面临着加载频率从高至低再到恒定的繁复变化，典型的应用类似于新能源汽车的电动机构用钢。因此当执行疲劳测试时，传统等幅定频所获得的极限疲劳性能已无法满足新能源汽车等新材料使用所面对的技术问题，受力环境的改变，速度的跃动，振幅与频率的变化，都已成为目前新能源汽车材料研究的主要课题。

“对材料在变频变幅状态下的长时性能研究将是未来趋势”，方博士说道。但目前我国现行的测试标准GBT 15248-2008 ：金属材料轴向等幅低循环疲劳试验显然并不满足上述材料的测试要求。金属材料变幅测试的国际标准已有ISO 12110-1-2013：金属材料疲劳试验可变幅度疲劳试验方法，但相关中国标准还在制定和研究中。随着新能源汽车的兴起及政府的大力推进，众多知名整车制造商如特斯拉，大众，通用等纷纷建立了各自的材料疲劳性能认证标准，其中变幅、变频、变温等新概念无疑对全球材料供应商提出了新的要求。尽早研究与储备相应的试验解决方案已成为包括宝武在内众多材料供应商的新课题、新挑战。

银色金属分割线

变幅、变频、变温度条件的疲劳测试

既然是行业里的新兴挑战，那必然需要突破传统的测试方法，找到真正高效的、能解决实验室问题的解决方案。作为首席实验师，方博士在金属材料测试中有着丰富的经验，在他看来，疲劳测试的方法有很多，但是真正能严格达到变幅、变频、变温条件下进行精确疲劳测试的设备却寥寥无几。

对材料进行变幅、变频、变温度条件的疲劳测试，常规可选用电液伺服疲劳试验机，但因为其频率范围较低通常只有几十赫兹，效率低下外尚且无法满足高频测试需求。电磁共振高频疲劳试验机可满足高频测试需求，但却无法实现变频变幅的试验设计，且在测试轻质化材料时显得力不从心。

“传统电液伺服疲劳机的工作频率低，液压泵站维护成本高，噪音大。另一方面，针对某些极薄规格消费品级用钢的疲劳测试时，在传统的电磁共振高频疲劳试验机上很难起振，这些挑战让我们急迫寻找新的疲劳测试解决方案”方博士向我们娓娓道来。

动静态电子疲劳试验机，维护成本低，可实现变频变幅测试，自主设计能力强。既有电磁共振高频机的高频特性，又有低周疲劳试验机可编程调频调幅的优点，尤其适合于薄规格轻质材料的力学测试。更重要的是其占地小，无需冷却水和液压油源等维护简单方便；测试时安静轻巧，实验室里仅通过单相电源就可以启动；电耗还非常低。在一次展览会上，方博士顿时被英斯特朗展台上这款设计出众，功能多样的电子式动静态万能材料试验机所吸引。

宝钢力学实验室内的ElectroPuls E10000

“传统疲劳试验，人们通常追求尽可能高的频率，希望在短时间内获知极限疲劳性能。针对新材料情况发生了改变，振幅恒定频率改变，或者频率不变振幅变化，钢铁材料的疲劳性能到底会发生什么样的变化？这些实验经E10000测试后完全可以胜任，而且测试结果得到客户的初步认可。除了金属材料，我们还用它做食品级的轻质材料测试；或者塑料，从低速静态试验到成百赫兹高频闭环动态试验，使用ElecroPuls动静态试验机均可实现！”

不仅如此，方博士最后还强调道，英斯特朗另一个重要优势在于其所有附件都可跨平台使用，其传感器、夹具、引伸计等可实现同系列仪器的共享使用，可有效节约客户的时间和成本，避免重复投资，实现测试平台的兼容性和可扩充性。如英斯特朗的视频引伸计AVE，“我们实验室从1吨静态机到25吨的动态机都可以使用。”方博士说。