為了精確地估算材料結構和零部件的疲勞壽命，疲勞試驗是有限元仿真分析的重要指標之一。高周疲勞是指材料在低于其屈服強度的循環應力作用下，經非常多次的循環后而產生的疲勞，其是疲勞測試中最常見的一類，它通常具有以下幾個特點：

 

       ► 載荷控制，在彈性極限內加載

       ► 載荷比>0

       ► 在一系列不同應力水平下進行測試，得出材料的S/N曲線

       ► 一般通過提高測試頻率來提高測試效率，但對溫度敏感材料需要考慮溫度/頻率的平衡

       ► 疲勞周次較高（>105）。但對于疲勞周次>108的疲勞一般歸于超高周疲勞，需要采用諸如超聲波疲勞方式進行試驗以縮短測試時間，一般不采用電液伺服加載方式

 

       英斯特朗的8800系列疲勞試驗系統是如何應對的？

 

       如何確保試樣上受到的載荷/振幅與施加的一致？

       通過基于加載鏈剛度的初始PID參數自動設定，完全不需要手動反復調節。只需對樣品在彈性段進行一次靜態加載/卸載，系統可自動計算出加載鏈剛度并對所有通道進行PID參數設置，15秒即可完成。此設置可儲存以備今后調用，不需要具備高深的材料試驗知識也可進行操作。

 

       試驗過程中如何進行幅值控制？

       隨著試驗進行，樣品性能發生變化，驅動信號也需要隨之而變化。系統配備的數字化 8800MT 控制器帶有自適應控制和振幅控制技術，通過連續更新 PID 控制參數優化試驗過程，從而符合試樣不斷變化的剛度特性。

 

       在動態測試條件下需要排除慣性力。如何在試驗過程中保證這一點？

       載荷測量一般根據ASTM E4或類似標準，但這只適合靜態載荷測量，因為靜態試驗為勻速加載，不存在慣性力的影響，但是在動態試驗中必須考慮慣性力的影響。我們需要測試的載荷是真正施加在樣品上的力，英斯特朗的解決方案是在傳感器軸心位置加裝加速度傳感器，將此慣性力測出并消除，這樣傳感器上的讀數就是樣品上真正受到的力。而且由于加速度傳感器位于載荷傳感器軸心，不會產生相位差。

 

      為確保樣品的對中度都有哪些舉措？

      不同于金屬材料，纖維增強復合材料纖維斷裂直接導致樣品破壞，無屈服現象，不對中將對測試結果影響巨大。在整個實驗中要保持樣品的對中，除了樣品本身和相應夾具的的合理設計以外，擁有可測量并顯示對中度的方法和可調整對中度的手段非常重要。英斯特朗疲勞試驗系統搭載的AlignPro對中系統能夠計算標準樣品在受力情況下的彎曲度，顯示實時信息并建議如何調整來減小彎曲度（通過松緊對中環上的螺絲可進行調整）。

 

       8800疲勞系統使用的靜壓軸承作動器的特殊設計能夠抵抗側向力的影響，始終保持作動器活塞的對中。另外，英斯特朗還提供防扭轉裝置以防止樣品在測試力加載下產生扭轉，影響對中。

 

       如何解決測試過程中樣品溫度過高而導致某些對溫度敏感的材料特性產生變化的問題？

       對于疲勞測試來說，由于長時間的反復加載會產生熱量，若產生的熱量大于其表面散發掉的熱量，其溫度就會升高。而且因為熱量是材料內部產生的，采用溫度箱等方式無法保持材料恒溫。傳統的解決方案一般是控制測試速率在一個較低的水平，以控制樣品溫度處于警戒線之下，但這無可避免地將拉長測試的時間。而英斯特朗的溫度自適應控制技術可完全不需人力干預的情況下自動通過樣品的溫度反饋來調整測試的速率，實現了在保證測試結果準確度的同時，最大程度地推進試驗進度。