高温低周疲劳测试方案再优化，Instron 持续提升测试应用能力

更新时间：2025-10-23

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在航空航天、能源动力及先进核能系统中，高温部件（如燃气轮机叶片、航空发动机热端结构、核反应堆压力容器）长期承受循环热机械载荷，其失效模式往往由高温低周疲劳主导。

传统疲劳理论基于室温环境建立，而高温引入的蠕变-疲劳交互作用、动态微观组织演变及环境氧化损伤，使材料的失效机制呈现强非线性特征。

高温 LCF 的实验室模拟，是通过测试设备复现材料在实际服役环境（高温+循环载荷+塑性变形）下的失效过程，为寿命预测提供数据基础。

典型 LCF 测试

持续高温；

应变控制、恒定速率、三角波形；

低频＜1Hz；

典型温度范围为 300℃ 至 850℃。

典型测试数据

滞回曲线；

硬化/软化作用。

有许多国际/国内标准涉及应变控制低周疲劳测试，其中常见标准如下。可以发现，不同标准对应变控制误差的要求并不相同。

实验室中典型的 LCF 测试系统包含以下配置：

在实际测试中，针对备受关注的加载链的同轴度、应变调节、温度控、测试控制四个方面 Instron 提供了更优的解决方案。

更精准的同轴度

GB/T 26077 中提到每个系列试验之前或加载链发生变化后应按照 GB/T 34104 检查试验机的同轴度，试验机的同轴度应不大于 5%。

GB/T 15248 在夹具部分也规定应有良好的同轴度。采用标定试样，在其中部圆周上均匀分布 4 片阻值相同的应变片，在试样的弹性范围内，测量其弯曲变形率。测量时重复3次，然后转动 90° 再测。其弯曲变形率应在 5% 范围内。

Instron 高刚度机架以及作动缸的轴承设计保证了机器的对中及高抗侧向力功能；拉杆和夹具采用液压驱动加载于样品端部，进行预加载避免任何反向间隙；同时通过 AlignPro 装置测量和调节对中，确保加载链同轴度在 5% 以内。

AlignPro 对中装置

进行114次对中标定，全部位于5%以内

其中94%对中位于2%以内， 28%弯曲变形率位于2%以内

更简单的应变调节

采用自识别高温引伸计且在软件中可自动标定

图片5.png 可灵活调节的引伸计支架

相较于以往设计，更新后的引伸计支架可实现上下、前后、左右以及俯仰角度的灵活调节，确保引伸计的两根陶瓷杆位于试样中心位置，且保证同时接触试样避免打滑，更易于操作。

更高效且精准的温控

可实现试样三点控温或炉膛三区控温

软件设置控制升温保温

温度曲线和数据显示更快速的升温及精确控温

Instron 高温炉和温控系统能够实现更快速的升温，大幅提高测试效率，节省测试时间，且满足更精准的温度控制要求，偏差在 2℃ 以内。

更优异的测试控制

WaveMatrix3 测试软件

Instron 提供 WaveMatrix3 测试软件用于低周疲劳测试，可弱化应变控制对于调谐的需求，简单调谐后就能符合应变控制的要求，提高用户操作的易用性。

最大应变 0.84%，R=0.05,0.5Hz

最大应变0.5%，R=-1,0.33Hz

通过严格遵循国际/国内标准并依托高性能测试系统，高温低周疲劳实验不仅实现了材料服役环境的真实还原，更为复杂工况下的寿命预测提供了关键数据支撑。在高温结构件设计迈向极限性能的今天，精确的疲劳评估能力已不再是“加分项"，而是确保系统安全性与可靠性的基础保障。

Instron 液压疲劳试验系统家族

Instron 提供完整的高温 LCF 测试解决方案，涵盖高刚度机架、精密控温、可调式高温引伸计及智能控制软件 Wavematrix3，确保测试过程中的应变精度、同轴度和数据一致性，助力科研与工程实现更可靠的疲劳寿命评估。