1 引言
电液伺服弹性体试验机主要用于弹性材料及构件的动静态性能试验及疲劳试验，其试验项目包括静刚度试验、动刚度试验、弹性疲劳试验及扫频试验等，用于获得静刚度、动刚度（K′K″）、损失角、损失系数、阻尼、疲劳极限、固有频率等参数。
2 同类相关设备介绍
以广州澳金生产研发的该类试验机，主要特点如下：
主机结构布置紧凑。多采用中空立柱及高刚度、清材质衡量，并为减少立柱长度将负荷传感器嵌装在主机基座中，能保证在较大载荷下，主机变形对试验结果的影响可以忽略不计，并保证在试验频率范围内不会产生共振。
频响高，试验频率范围较大。可实现0.01Hz-1000Hz的动态性能试验和疲劳试验，并保证动态试验的准确性。如：10KN的试验机，频率可实现0.01Hz-1000Hz；15KN-25KN试验机，频率可实现0.01Hz-200Hz。
位移传感器行程小，通常为40mm，保证变形测量的准确性。
软件固定，按特定标准输出报表，操作方便简单。
3 国内弹性体试验现状
当前国内该类试验主要采用美国及日本的弹性体试验标准，国内各相关行业有各自的兴业标准，但暂时还没有该类试验的国家标准，目前尚无标准弹性体试验机产品。为完成弹性体试验，用户通常主要通过电子拉力试验机及液压万能试验机进行静刚度试验；动态试验通过标准材料疲劳试验机来完成；而扫频试验等仍依靠物理法（如锤击法）来完成。另外，由于标准材料试验机主机刚度并不符合弹性体试验要求，为保证试验结果的准确性，但由于动态试验时无法额外安装百分表等测量装置，通常用户在数据处理时，减去静刚度试验时的系统误差来保证动态试验结果的准确性，试验操作极为复杂。国内用户急需一款能够完成以上所有试验功能的弹性体试验机。
4 弹性体试验机的研发
4.1弹性体试验机的特点
依据国内用户的试验要求，参考国外相关试验设备，课题组通过反复试验、考核、改进，研发出符合国内用户试验要求的弹性体试验机，并形成系列产品。该类试验机特点如下：
（1）弹性体试验机负荷范围：20KN-250KN，位移行程：100mm-150mm。
（2）主机立柱及横梁刚度高，保证在较大载荷下，主机变形对试验结果影响可以忽略不计。
（3）试验频率范围较大，可实现0.01Hz-30Hz的动态性能试验和疲劳试验。
（4）根据用户要求，采用通用软件及专用软件两种方式，前者用户可根据存储数据，自行计算试验结果，后者可按特定标准输出报表。能够根据用户要求编辑特定试验，方便用户根据不同试验方法进行试验，操作方便简单。
4.2 弹性体试验机的结构
弹性体试验机包括主机、液压站、控制系统等。
（1）主机单元
主机（见图1）包括主机框架、作动器、工装夹具等。机架采用双立柱结构，由于本机主要用于弹性体试验，为保证精度，采用弹性体专用试验机主机框架，其刚度大，作动器抗侧向力能力强。主机横梁通过按钮控制进行升降，便于调整试验空间，供大尺寸试件安装。作动器具有低摩擦、低阻尼及良好的抗侧向能力，内部同轴安装高响应线性差动变压器。作动器上装有动静态双向高精度负荷传感器和电液伺服阀。
（2）液压站
液压系统额定压力为21MPa，额定流量可根据具体机型及试验要求进行匹配，其关键部件均选用国内、外知名品牌，具有低液位、超温、滤芯堵塞、过载报警及停机保护功能。强电控制核心单元采用知名品牌PLC（可编程控制器），保证了强电控制单元的可靠性。
液压站泵机组采用进口高压油泵，性能可靠。对于多组泵机组采用进口高压油泵，性能可靠。对于多组泵机组可根据流量要求实现按需启动，既可以节约能源，又可以延长使用寿命。
液压站安装板式换热器，用于连接外部冷却介质对液压油冷却。采用双流程组装形式，换热效率高。
（3）控制系统
电液伺服弹性体试验机采用标准电液伺服控制系统，并配置弹性体实验软件（软件主界面见图2）
标准电液伺服控制系统为具有PIDF调节的全数字控制系统。每个通道可配置两至三块数字万能调理器和一块阀驱动器用于完成信号的测量和控制。控制方式可为负荷、位移，可在液压站开启状态下平滑切换控制方式，函数发生器频率为0.01Hz-100Hz；控制波形有：正弦波、方波、三角波、单调波（斜波），外部输入波等；带有多路数字电压表，可实时显示测量信号；具有监测借口供外部设备监测传感器信号；自带显示面板，用于显示各种曲线；可预置疲劳次数，断裂停机并返回设定位置；另具有限位保护锁停指示等功能；具有控制补偿功能，来保证控制精度；具有数据自动存储功能。
弹性体试验软件由系统软件和应用软件组成。系统软件是应用软件的工作环境，通过在系统软件环境中选择需要的应用软件即可完成需要的试验项目。应用软件除包括基本电液伺服试验软件外，还包括其他试验软件，如弹性体试验软件、减振器试验软件等。在应用软件列表中选择弹性体试验软件即可完成弹性体试验，获得静刚度、动刚度、损失角、损失系数、阻尼及固有频率等参数。
弹性体试验机的研发成功，使用户能够在一台试验机上完成所需的试验项目。对于现阶段国内没有统一试验标准的现状，现状研发的弹性体试验机就性价比而言，更加适合国内用户的试验要求。同国外进口设备相比，该试验机在频响方面还相对落后，这也是下一步改进研发工作的重点。 |
