在航空航天、汽车制造、轨道交通及装备制造领域,金属与复合材料需承受数百万次的循环载荷。高周疲劳测试机通过高频交变载荷(通常>10Hz,循环次数>10?次),模拟材料在长期服役中的疲劳行为,精准测定其疲劳极限、S-N曲线(应力-寿命曲线)与裂纹扩展特性。
高周疲劳测试机的测试结果直接关系到结构件的安全寿命与可靠性设计。

一、使用前准备
环境检查:
确保设备放置在稳固、水平、无振动的地基上;
检查电源、气源(如液压或气动夹持)是否正常,接地良好。
设备预热与自检:
开机后预热15–30分钟,使控制系统与传感器稳定;
运行设备自检程序,确认力传感器、位移传感器、控制系统正常。
二、试样制备与装夹
试样标准:
试样应符合标准(如GB/T2107、ASTME466),表面光洁、无划痕、尺寸精确;
标距段直径公差通常≤±0.01mm。
装夹操作:
清洁夹具锥面与试样夹持段,去除油污与毛刺;
将试样垂直放入夹具,确保同轴度(偏差≤0.05mm);
使用扭矩扳手按说明书规定力矩均匀拧紧夹头,防止偏心加载或打滑。
三、参数设置与模式选择
选择加载模式:
应力控制(常用):设定最大应力(σ_max)与应力比(R=σ_min/σ_max,通常R=0.1或-1);
应变控制:用于低周疲劳,高周测试较少用。
关键参数设定:
载荷范围:根据材料预估疲劳极限设定,避免初始超载;
加载频率:通常50–200Hz,需兼顾测试效率与试样温升(金属温升宜<10℃);
循环次数上限(Run-out):如10?次,用于确定疲劳极限。
保护设置:
设定载荷、位移与循环次数的安全阈值,超限自动停机。
四、试运行与正式测试
空载试运行:
不装试样,让动头空载运行,检查运动是否平稳,有无异常噪音。
低载预加载:
装试样后,施加低幅值载荷(如10%满量程)运行数秒,观察载荷-位移曲线是否正常。
正式测试:
启动程序,设备自动施加设定的循环载荷;
全程监控:观察载荷波动、试样温升、设备振动与噪音;
记录疲劳寿命(Nf)直至试样断裂或达到上限循环次数。
五、测试后处理与数据记录
停机与卸载:
测试结束后,设备自动停机,释放载荷;
小心拆卸试样,避免损伤夹具。
数据保存:
导出载荷-时间、S-N曲线等数据;
记录试样编号、材料、热处理状态、断口形貌等信息。