疲勞試驗(yàn)機(jī)用于進(jìn)行測定金屬、合金材料及其構(gòu)件在室溫狀態(tài)下的拉伸、壓縮或拉壓交變負(fù)荷的疲勞特性、疲勞壽命、預(yù)制裂紋及裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)。人們在要求高性能的同時(shí)，對結(jié)構(gòu)和零件提出日益苛刻的工作條件，疲勞學(xué)科研究中已不滿足于幾萬次以下的壽命。
超聲疲勞由聲學(xué)、空氣動力學(xué)或機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)等原因引發(fā),其頻率高、振幅小、循環(huán)周次高但歷時(shí)短,可導(dǎo)致航空、航天器和其它機(jī)械結(jié)構(gòu)的斷裂破壞。疲勞試驗(yàn)機(jī)因負(fù)荷發(fā)生結(jié)構(gòu)的不同而有各種各樣的形式，其中超聲波疲勞試驗(yàn)機(jī)主要用于拉伸壓縮式疲勞測試
超聲波疲勞試驗(yàn)機(jī)是一種加速共振式的疲勞試驗(yàn)方法，在被加載試樣上建立機(jī)械諧振波；趬弘娚炜s原理并利用高能超聲波諧振技術(shù)，它的測試頻率（20kHz）遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了常規(guī)疲勞測試頻率。在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)能得到疲勞度以及閾值附近的數(shù)據(jù)，由于頻率高，能夠迅速地檢測各種各種工業(yè)材料的高重復(fù)周期的疲勞極限。
針對現(xiàn)代機(jī)械裝備零件超長壽命和超高可靠性要求，超聲疲勞試驗(yàn)機(jī)基于超聲波諧振原理，在試樣上產(chǎn)生高頻振動載荷，完成材料的（超）高周疲勞性能試驗(yàn)。本公司研制的第三代多功能超聲疲勞試驗(yàn)機(jī)具有工作頻率范圍寬、輸出幅值大、控制精度高的特點(diǎn)，可以開展各種金屬材料和復(fù)合材料的變應(yīng)力比軸向?qū)ΨQ拉壓、變應(yīng)力比三點(diǎn)彎曲、振動彎曲等多種加載形式的（超）高周疲勞試驗(yàn)，同時(shí)提供軸向拉壓、三點(diǎn)彎曲、振動彎曲等各類試樣的輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件。
超聲波試驗(yàn)法只需將試樣的一端用螺絲固定好，對于薄的材料也可以在拉伸壓縮負(fù)荷條件下進(jìn)行試驗(yàn)而不用擔(dān)心發(fā)生彎折。通過監(jiān)測振動應(yīng)力傳遞系統(tǒng)的輸入輸出和共振頻率，就能夠得出疲勞試驗(yàn)中的內(nèi)摩擦的變化和彈性常數(shù)的變化，從而獲得疲勞試驗(yàn)中有關(guān)材料變化的信息。
超聲波疲勞試驗(yàn)過程超聲波發(fā)生器將50Hz的市電信號轉(zhuǎn)換成20kHz的超聲正弦波電信號輸出，通過調(diào)整電壓來改變正弦波的振幅。壓電陶瓷環(huán)能器：將超聲波發(fā)生器提供的電信號轉(zhuǎn)成機(jī)械振動信號。振幅放大器將放大來自換能器振動產(chǎn)生的振幅，使試樣獲得需要的應(yīng)變振幅，同時(shí)變幅桿和安裝在其上的試樣均需滿足具有20kHz的共振頻率要求。
超聲波疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)還包括感應(yīng)系統(tǒng)和記錄控制系統(tǒng)。通過光纖傳感器測量振動的振幅、頻率和振動周次，傳遞給計(jì)算機(jī)進(jìn)行記錄，通過計(jì)算可以隨機(jī)調(diào)整設(shè)備的振幅，使裂紋擴(kuò)展和研究速率更為直觀、實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確。
超聲波疲勞試驗(yàn)機(jī)組成超聲疲勞試驗(yàn)法主要應(yīng)用于航空航天、高鐵汽車和核電站等領(lǐng)域，開展合金鋼、鋁合金和鈦合金等各類金屬材料，以及碳纖維復(fù)合材料的(超)高周疲勞性能試驗(yàn)。相較于常規(guī)疲勞試驗(yàn)方法，可以縮短試驗(yàn)時(shí)間90%以上，大幅度節(jié)省試驗(yàn)成本。
| 工作頻率 | 20KHz±1KHz | 使用功率 | 2000W |
| 頻率分辨率 | 1Hz | 波形失真度 | ＜1%（20KHz正弦波） |
| 輸出振幅 | ±10~±75μm | 控制精度 | 1μm |
| 線性度 | ＞99% | 驅(qū)動電源 | 數(shù)控發(fā)生器 |
| 工作模式 | 連續(xù)或間斷工作 | 產(chǎn)品型號 | HC-DF2020GD |
| 超聲振動應(yīng)力范圍：（以鈦合金為例） | |||
| 拉 壓 | 100~750MPa | 三點(diǎn)彎曲 | 65~487.5MPa |
| 振動彎曲 | 55~412.5MPa | 平均應(yīng)力范圍 | 0~1000MPa |