高温低周疲劳试验（LCF）是测试材料疲劳性能试验领域重要的高端试验，一直以来设备同轴度不高、缺乏优质高温引伸计、设备系统可靠度低、试验标准理解不充分、软件试验数据处理功能不全等问题严重制约着中国试验机行业的发展。
中机试验作为国内试验机领域唯一国有企业，63年来肩负国家试验机行业发展使命，专注试验装备核心技术研发，以静压支撑、测控、传感器、应用软件四个核心技术为依托，成功突破高温低周疲劳试验的高温应变控制、高温夹持加载、高温环境模拟、同轴调节测量、疲劳试验数据采集处理等关键技术。试验数据与国际试验设备同等水平，真正实现了国产试验设备满足高温低周疲劳试验的需求，测试系统稳定、精确，可完全替代国际进口试验设备，填补了国内领域空白。经过多年来中机试验在技术领域的反复迭代升级及内部测试，目前高温低周疲劳试验机应用于客户端长时稳定、可靠。
本次访谈邀请到中机试验两位专家，让我们一起来看看他们对高温低周疲劳测试的解读。
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孙宝瑞
中机试验产品研发负责人
从事试验装备和试验技术的研发产业化工作20+年，对国内外试验装备与技术的发展方向有深入研究，尤其在电液伺服系统设计及机械结构设计、静压支撑技术设计及应用等方面具有独到见解
杨秀光 博士
中机试验动态产品领域研发负责人
深耕疲劳测试领域研究，擅长材料和构件疲劳测试技术研究及试验装备开发
1.Question
：
听说高温应变测试技术是高温低周疲劳试验（LCF）核心关键技术，可以介绍一下么？
Answer：
高温应变测试技术是制约国内试验设备满足高温低周疲劳试验的关键技术之一。引伸计是低周疲劳试验的核心部件，直接影响试验数据的准确性，高温环境服役工况下的应变测量对引伸计提出了更高的要求。目前国内试验所用的高温应变引伸计主要依赖进口，价格高、周期长、维修性差。中机试验研发团队在充分了解国外引伸计（如MTS632、Epsilon3548、Instron等产品）性能基础上，结合自身30多年测量传感技术积累，先后研发了绑绳式引伸计、滑轨式引伸计、弹片式引伸计。最终使用安装方便、固定可靠、控制稳定的弹片式引伸计解决了高温环境服役工况下的应变测量技术难题，填补国内技术领域空白。
引伸计产品-绑绳式 引伸计产品-滑轨式 引伸计产品-弹片式
弹片式引伸计采用高精度全桥测量技术和温度补偿技术，有效提高了引伸计在高温环境下的测量精度，同时采用多自由度支架、柔性夹持装置和多级过滤冷却装置，保证在高温低周疲劳试验中数据的稳定性。试验数据达到进口先进产品水平，实现进口替代，解决材料测试长期依赖进口的“卡脖子”问题。
引伸计 引伸计组件
案例：
2.Question
：
同轴调节与测量技术的突破，使国产试验仪器迈进了高端试验领域，这个您怎么看？
Answer：
同轴度是决定试验仪器性能的重要指标，反映试样夹持装置的上下夹具中心线与试验力轴线的重合程度至关重要。之前国产试验设备只能做位移控制试验和应力控制试验，中机试验同轴调节与测量技术的突破，实现了国产试验设备具备了应变控制的能力，迈进了高端试验领域。
合格同轴度 上下加载轴线不共线 上下加载面不平行
试验仪器同轴度
由于试验仪器同轴度偏差，导致试样产生非正常弯曲，上下加载轴线不共线导致试样产生S型弯曲如图（1）所示，上下加载面不平行导致试样产生C型弯曲如图（2）所示。实际试验仪器不同轴是由上下加载轴线不共线和上下加载面不平行共同作用产生的，试验安装后是S型和C型叠加弯曲。
（1）上下加载轴线不共线 （2）上下加载面不平行
不同轴导致试样弯曲形式
由于设计、加工、安装、使用等多方面因素的影响，试验仪器不可避免地存在同轴度误差。同轴度误差使试验仪器对装配的试样加载了不期望发生的非轴向力（或附加力矩）而产生弯曲，并形成一定的附加应力，这将会导致材料试验结果中弹性模量、塑性延伸率以及材料疲劳寿命等相关试验参数产生严重偏差。
中机试验项目团队开展了同轴度相关技术的研究，解读了GB、ASTM、ISO等同轴度相关标准，开发了同轴棒、对中结构、对中算法和对中软件，在设备同轴度粗调后进行更加精细的调整，突破了国产试验设备同轴度满足≤5%的壁垒，为国产设备输出更准确的试验数据提供了保障。
标准如下：
轴向加力疲劳试验机 Axial Force Fatigue Testing JJB 556-2011；
金属材料 疲劳试验机同轴度的检验 GB/T 38250-2019；
Metallic materials—Verification of the alignment of fatigue testing machines ISO 23788：2012；
金属材料 试验机加载同轴度的检验 GB/T 34104—2017；
Standard Practice for Verification of Test Frame and Specimen Alignment Under Tensile and Compressive Axial Force Application ASTM E1012。
同轴棒 对中环 同轴度软件
同轴度装置
3.Question：
目前我国为确保在高温极端环境下的材料使用安全性，对高温力学性能试验系统提出更高要求，中机试验有哪些突破？
Answer：
随着交通、核能、电力、航天航空等国家支柱产业的快速发展，对于服役于超高温极端环境的结构材料提出了更高要求，系统地评价材料在高温下的力学性能，辨识材料失效破坏的主要因素，意义重大。中机试验一直致力于高温、超高温材料试验技术与装备的研究，成功突破力学性能试验系统上高温环境加载技术、低温环境加载技术、大气环境加载技术、保护气体环境加载技术。早在上世纪七八十年代，公司根据国家航天、军工领域的相关需求，先后成功研制出中国第一台试验机配套使用的真空炉、中国第一台高温真空（充气）加热炉，在高温、超高温材料试验领域积累了大量宝贵技术数据和设计经验。
与弹片式引伸计配置的高温环境装置是进行金属材料高温低周疲劳试验的理想选择，高温炉支架采用曲臂式结构，可旋转平移，旋转到合适位置后直接进行防转定位，安装操作方便、可靠，有效提高了试验的稳定性，降低了试验操作对试验数据的影响。高温环境装置试验温度为300～1400℃，温度波动度为±3℃。
4.Question：
可否介绍一下作为中机试验四大核心技术之一的传感器技术？
Answer：
中机试验是国内最早开始研发制造力传感器的单位之一，迄今为止已有30多年发展历史，建立了一整套完善的误差分析库。研制的轮辐式传感器、S型传感器、单排孔式传感器、柱式传感器、扭矩传感器等产品广泛应用在各类试验机及相关设备上，其力传感器产品具有刚度大，精度高，长时可靠的性能特点，采用全桥差动电路和补偿技术，保证传感器在不同工况下的采集精度。目前力传感器的技术先进性、可靠性与国际著名传感器厂家基本持平。
5.Question：
高温低周疲劳试验系统搭配的高温顶杆夹具如何？
Answer：
中机试验的高温顶杆夹具作为高温低周疲劳试验系统配搭，主要应于材料在高温服役工况下的试样夹持和加载，采用液压作为动力源，安装、夹持方便可靠，有效降低了人为操作对试验数据的影响，夹持压力可无极调节，满足不同试样类型、不同刚度下材料的高温低周疲劳试验需求，使用温度范围在300～1050℃，采用冷却水进行冷却，试样常用连接螺纹为M8、M10、M12、M16。
6.Question：
突破国产化试验设备发展缓慢，智能化应用软件助力发挥哪些功效？
Answer：
国内试验设备发展缓慢的原因之一是国内设备供应商不注重试验技术、试验标准、试验数据与试验设备的结合，对材料研究、试验标准、测试方法、试样、夹具、控制、数据采集与处理系统的研究不充分，产品功能单一，可靠性低。中机试验近几年来注重试验技术、试验标准的研究，与国内材料研究、检测机构合作，弥补国内试验机行业的短板，以提供真实准确的试验数据为导向，开展试验系统的研发工作。
中机试验研发团队在充分解读试验标准、了解用户需求和国外软件基础上，结合用户操作体验、程序执行效率、未来的升级维护等多方面因素，开发了DynaTestExpert动态试验软件V3.0。该软件实现了可以独立对四个通道的动静态试验操作、传感器数值显示、曲线显示、数据采集、相关标准试验方法及后期数据处理等技术。满足高周疲劳、低周疲劳及断裂力学等试验标准，GB、ASTM、ISO等多种标准要求。数据包括位移、负荷、变形、应力、应变、温度、弹性模量、周期模量等多种采集及计算方式，高质量确保高温低周疲劳试验数据的准确性。
7.Question：
关于中机试验高温低周疲劳试验，可否有详尽的案例数据介绍？
Answer：
下面是一组电液伺服疲劳试验机3.0测试系统高温低周疲劳试验具体案例，供大家了解。
电液伺服疲劳试验机3.0测试系统高温低周疲劳试验
1. 试样照片
2. 试样材料
高温镍基合金
3. 试样尺寸
直径Φ6，标矩12mm
4. 试验照片
5. 试样断裂位置
6. 试验曲线
应力峰谷值曲线
滞回曲线
试验开始后前4-14个波形滞回曲线
稳定段10个波形滞回曲线
试验后4个波形滞回曲线