大型結構加載疲勞試驗系統主要用于測試橋梁、建筑構件、風力發電機塔筒、船舶結構等大型工程結構在循環載荷下的疲勞性能。

一、核心子系統與功能

1. 加載框架系統

• 結構形式：門式框架、反力墻、多立柱組合框架等。

• 最大試驗空間：根據試件尺寸確定（如高度5~20m，寬度3~15m）。

• 承載能力：靜態載荷（如1000~5000kN）、動態載荷（如±500~±2000kN）。

• 剛度要求：框架在最大載荷下的變形量（如≤1mm/m）。

2. 液壓伺服作動器

• 數量與布置：根據多通道協調加載需求（如1~6個作動器）。

• 最大出力：靜態/動態載荷（如±500kN、±1000kN）。

• 行程范圍：作動器活塞行程（如±150mm、±300mm）。

• 頻率范圍：動態加載頻率（如0.01~50Hz，低頻疲勞常用0.1~5Hz）。

• 控制模式：力控、位移控、應變控、混合控制等。

3. 液壓動力系統

• 液壓泵站功率：根據作動器需求（如30kW~200kW）。

• 流量與壓力：高壓油源（如21MPa，流量100~500L/min）。

• 冷卻系統：油溫控制（如20~50℃）。

4. 傳感器與測量系統

• 力傳感器：量程與精度（如±1000kN，精度±0.5% FS）。

• 位移傳感器：量程（如±300mm，精度±0.1% FS）。

• 應變測量：應變片或光纖光柵（如±5000με，精度±1με）。

• 數據采集頻率：高速采集（如1kHz~10kHz）。

5. 控制系統

• 控制軟件：支持多通道協調加載、自定義波形（正弦波、三角波、隨機波等）。

• 實時性：閉環控制響應時間（如≤1ms）。

• 安全保護：過載保護、緊急停機、試件斷裂監測。

6. 輔助系統

• 試件夾持裝置：定制夾具（如螺栓連接、液壓夾緊）。

• 環境模擬：可選溫濕度控制、腐蝕環境模擬（如鹽霧箱）。

• 數據存儲：長期試驗數據記錄與導出（支持TB級存儲）。

二、關鍵性能指標

三、典型應用場景

1. 橋梁結構：模擬車輛荷載、風荷載下的疲勞壽命評估。

2. 風力發電機塔筒：循環載荷下的焊縫疲勞性能測試。

3. 航空航天結構：機翼、起落架的高周/低周疲勞試驗。

4. 建筑鋼結構：節點連接、支撐構件的耐久性驗證。

四、選型注意事項

1. 試件尺寸與重量：需匹配試驗空間和承載能力。

2. 載荷譜復雜性：選擇支持多通道協調加載和自定義波形的系統。

3. 環境模擬需求：如需溫濕度、腐蝕環境，需定制附加模塊。

4. 標準符合性：確保系統滿足ISO 12106、ASTM E466等標準。

五、示例配置（以橋梁構件試驗為例）